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基于PLC控制的储煤仓升降系统的设计【全套11张CAD图纸和WORD毕业论文】

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基于 plc 控制 节制 煤仓 升降 系统 全套 cad 图纸 word 毕业论文
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毕业设计题目:基于PLC控制的储煤仓升降系统

毕业设计专题题目:

毕业设计主要内容和要求:
1.内容
(1)用途:块煤防破碎
(2)煤仓高度:20m
(3)煤最大块度:200mm(直径)
(4)皮带输煤能力:400T/t
2.要求    
(1)自动升降缓冲煤仓的结构设计
(2)起重设备的选择与设计(包括电机、减速器、卷筒选择及相应构件的结构设计)
(3)控制系统设计
硬件选择与软件设计
(4)传感器的设计



摘  要

   本设计是一种煤块在入仓过程中的防破碎技术,采用煤仓内设置升降缓冲仓的方法来实现。利用煤在下落过程中与相对较小直径的缓冲仓筒壁的摩擦减速,延长下落时间,达到减小煤块在落入仓底时的冲力,减小了煤块的破碎率,大大提高了块煤的入仓储存率。
缓冲仓结构由直径依次增大的七节可伸缩筒仓连接而成,每个上下筒仓间采用定位板和内环实现连接功能。内环上开有与定位板中线重合、个数相等的槽口,安装和拆卸时只要将筒仓沿圆周方向旋转相应角度即能完成。即避免了煤尘和细小颗粒在筒仓间伸缩腔内的堆积,又便于维修。
缓冲仓以防爆型电机为动力,经减速器和卷筒、滑轮、导向轮、制动器组成缓冲仓的升降提升系统。其中对筒仓位置、煤位的监测采用限位行程开关和自行设计的碰触点为面的压力传感器,利用S7—200PLC对筒仓位置、煤位和提升电机升降系统进行自动控制,控制操作简单,运行可靠。
在本设计中,第一突破是筒仓连接定位板的设计;第二突破是将煤位传感器的碰触点扩大到面,增大了接触面积提高了系统运行的安全性。


关键词:防破碎; 缓冲仓; 结构; 提升动力系统; PLC





ABSTRACT

This design is one kind of coal briquette in is put in storage in the process against stave technology, uses in the coal bin to establish the fluctuation cushion warehouse the method to realize. With compares minor diameter's cushion warehouse tube wall's friction deceleration relatively using the coal in the whereabouts process, the extension time of fall, achieves reduces the coal briquette when falls into the bilge the momentum, reduced the coal briquette percentage of damage, enhanced the lump coal to be put in storage the storage rate greatly.
The cushion warehouse structure seven expandable silo connections which increases in turn by the diameter becomes, between each high and low silo uses the localization board and the inner rim realizes the connection function. On, so long as the inner rim opens has with locates the board median line superposition, the integer equal notch, time the installment and the disassemblage the silo along the circumference direction revolving corresponding angle namely can complete. Namely has avoided the coal dust and the tiny pellet expands and contracts in the cavity in the silo between the stack, is also advantageous for the service.
The cushion warehouse take the explosion-proof machine as a power, after reduction gear and reel, pulley, guide wheel, brake composition cushion warehouse fluctuation lift system. And to the silo position, the coal position's monitor uses the spacing limit switch and independently designs bumps the electronic contact for the surface pressure transmitter, using S7-200PLC to the silo position, the coal position and the promotion electrical machinery jacking system carries on the automatic control, the system operation is simple, the movement is reliable.
In this design, the first breakthrough is the silo connection localization board design; The second breakthrough is bumps the coal position sensor the electronic contact to expand the surface, increased the contacted area to enhance the systems operation security.


Key word : against stave; cushion warehouse; structure; promotion dynamic system; PLC

目    录

1 序言 1
1.1引言 1
1.2概述 1
2 设计方案 3
2.1设计参数 3
2.2设计的任务 3
2.3 防破碎的方法 3
3 缓冲仓的设计 5
3.1圆筒的构造 5
3.2圆筒设计方法 7
3.3圆筒设计步骤 8
3.4 筒仓提升板的设计 14
3.5筒仓的定位板设计 15
4 提升部件的设计 16
4.1钢丝绳的选择 16
4.2 卷筒的选择 18
4.2.1 卷筒的技术要求 18
4.2.2 卷筒的计算 19
4.3钢丝绳的固定 23
4.3.1 钢丝绳在卷筒上的固定 23
4.3.2 钢丝绳在筒仓上的连接 25
5 电机和减速器的选择 26
5.1 电机的选择要求 26
5.2确定电动机的型号 27
5.3减速器的选择 29
5.3.1减速比的计算 29
5.3.2 减速器的选型 29
5.3.3减速器箱体的设计 31
5.3.4附件设计 32
5.3.5减速器的润滑与密封 33
6 滑轮和导向轮的设计 34
6.1滑轮的设计 34
6.2导向轮的设计 39
7 轴和联轴器的设计 40
7.1 轴的设计 40
7.2 联轴器的选用 43
7.3键的设计 45
7.4 轴承的选择 47
8 制动器的设计 49
8.1制动器的基本要求 49
8.2制动器的计算和选型 50
9 电气控制 52
9.1传感器和限位的设计 52
9.2电气控制过程 57
9.2.1控制流程图 57
9.2.2可编程序控制器(PLC)的特点及应用 57
9.2.3程序设计 60
9.3 PLC的设计 62
9.3.1PLC的选型 62
9.3.2PLC程序设计 64
9.4如何提高系统的可靠性 67
10 提升机及其相关设备的安装与维修保养 68
总结 73
参考文献 74
翻译部分 76
致谢 89



内容简介:
编号: ( )字 号本科生毕业设计题目: 姓名: 学号: 班级: 二八年六月基于 PLC 控制的储煤仓升降系统刘彬 21040208机械工程及自动化 2004-1 班中国矿业大学毕业设计任务书学院 应用 专业年级 机自 04-1 学生姓名 刘彬 任任务务下下达达日日期期: 2008 年年 1 月月 20 日日毕业设计日期:毕业设计日期: 2008 年年 3 月月 15 日至日至 2008 年年 6 月月 10日日毕业设计题目:基于毕业设计题目:基于 PLC 控制的储煤仓升降系统控制的储煤仓升降系统毕业设计专题题目:毕业设计专题题目:毕业设计主要内容和要求:毕业设计主要内容和要求:1.内容内容(1)用途:块煤防破碎)用途:块煤防破碎(2)煤仓高度:)煤仓高度:20m(3)煤最大块度:)煤最大块度:200(直径)(直径)(4)皮带输煤能力:)皮带输煤能力:400Tt 2.要求要求 (1)自动升降缓冲煤仓的结构设计)自动升降缓冲煤仓的结构设计(2)起重设备的选择与设计(包括电机、减速器、卷筒选择及)起重设备的选择与设计(包括电机、减速器、卷筒选择及相应构件的结构设计)相应构件的结构设计)(3)控制系统设计)控制系统设计硬件选择与软件设计硬件选择与软件设计(4)传感器的设计)传感器的设计 院长签字: 指导教师签字: 中国矿业大学毕业设计指导教师评阅书指导教师评语(基础理论及基本技能的掌握;独立解决实际问题的能力;研究内容的理论依据和技术方法;取得的主要成果及创新点;工作态度及工作量;总体评价及建议成绩;存在问题;是否同意答辩等):成 绩: 指导教师签字: 年 月 日 中国矿业大学毕业设计评阅教师评阅书指导教师评语(基础理论及基本技能的掌握;独立解决实际问题的能力;研究内容的理论依据和技术方法;取得的主要成果及创新点;工作态度及工作量;总体评价及建议成绩;存在问题;是否同意答辩等):成 绩: 指导教师签字: 年 月 日 中国矿业大学毕业设计评阅教师评阅书指导教师评语(基础理论及基本技能的掌握;独立解决实际问题的能力;研究内容的理论依据和技术方法;取得的主要成果及创新点;工作态度及工作量;总体评价及建议成绩;存在问题;是否同意答辩等):成 绩: 指导教师签字: 年 月 日中国矿业大学毕业设计答辩及综合成绩答 辩 情 况回 答 问 题提 出 问 题正 确基本正确有一般性错误有原则性错误没有回答答辩委员会评语及建议成绩:答辩委员会主任签字: 年 月 日学院领导小组综合评定成绩:学院领导小组负责人: 年 月 日摘 要 本设计是一种煤块在入仓过程中的防破碎技术,采用煤仓内设置升降缓冲仓的方法来实现。利用煤在下落过程中与相对较小直径的缓冲仓筒壁的摩擦减速,延长下落时间,达到减小煤块在落入仓底时的冲力,减小了煤块的破碎率,大大提高了块煤的入仓储存率。缓冲仓结构由直径依次增大的七节可伸缩筒仓连接而成,每个上下筒仓间采用定位板和内环实现连接功能。内环上开有与定位板中线重合、个数相等的槽口,安装和拆卸时只要将筒仓沿圆周方向旋转相应角度即能完成。即避免了煤尘和细小颗粒在筒仓间伸缩腔内的堆积,又便于维修。缓冲仓以防爆型电机为动力,经减速器和卷筒、滑轮、导向轮、制动器组成缓冲仓的升降提升系统。其中对筒仓位置、煤位的监测采用限位行程开关和自行设计的碰触点为面的压力传感器,利用 S7200PLC 对筒仓位置、煤位和提升电机升降系统进行自动控制,控制操作简单,运行可靠。在本设计中,第一突破是筒仓连接定位板的设计;第二突破是将煤位传感器的碰触点扩大到面,增大了接触面积提高了系统运行的安全性。关键词:防破碎; 缓冲仓; 结构; 提升动力系统; PLCABSTRACTThis design is one kind of coal briquette in is put in storage in the process against stave technology, uses in the coal bin to establish the fluctuation cushion warehouse the method to realize. With compares minor diameters cushion warehouse tube walls friction deceleration relatively using the coal in the whereabouts process, the extension time of fall, achieves reduces the coal briquette when falls into the bilge the momentum, reduced the coal briquette percentage of damage, enhanced the lump coal to be put in storage the storage rate greatly.The cushion warehouse structure seven expandable silo connections which increases in turn by the diameter becomes, between each high and low silo uses the localization board and the inner rim realizes the connection function. On, so long as the inner rim opens has with locates the board median line superposition, the integer equal notch, time the installment and the disassemblage the silo along the circumference direction revolving corresponding angle namely can complete. Namely has avoided the coal dust and the tiny pellet expands and contracts in the cavity in the silo between the stack, is also advantageous for the service.The cushion warehouse take the explosion-proof machine as a power, after reduction gear and reel, pulley, guide wheel, brake composition cushion warehouse fluctuation lift system. And to the silo position, the coal positions monitor uses the spacing limit switch and independently designs bumps the electronic contact for the surface pressure transmitter, using S7-200PLC to the silo position, the coal position and the promotion electrical machinery jacking system carries on the automatic control, the system operation is simple, the movement is reliable.In this design, the first breakthrough is the silo connection localization board design; The second breakthrough is bumps the coal position sensor the electronic contact to expand the surface, increased the contacted area to enhance the systems operation security.Key word : against stave; cushion warehouse; structure; promotion dynamic system; PLC目目 录录1 序言序言.11.1 引言.11.2 概述.12 设计方案设计方案.32.1 设计参数.32.2 设计的任务.32.3 防破碎的方法.33 缓冲仓的设计缓冲仓的设计.53.1 圆筒的构造.53.2 圆筒设计方法.73.3 圆筒设计步骤.83.4 筒仓提升板的设计.143.5 筒仓的定位板设计.154 提升部件的设计提升部件的设计.164.1 钢丝绳的选择.164.2 卷筒的选择.184.2.1 卷筒的技术要求.184.2.2 卷筒的计算.194.3 钢丝绳的固定.234.3.1 钢丝绳在卷筒上的固定.234.3.2 钢丝绳在筒仓上的连接.255 电机和减速器的选择电机和减速器的选择.265.1 电机的选择要求.265.2 确定电动机的型号.275.3 减速器的选择.295.3.1 减速比的计算.295.3.2 减速器的选型.295.3.3 减速器箱体的设计.315.3.4 附件设计.325.3.5 减速器的润滑与密封.336 滑轮和导向轮的设计滑轮和导向轮的设计.346.1 滑轮的设计.346.2 导向轮的设计.397 轴和联轴器的设计轴和联轴器的设计.407.1 轴的设计.407.2 联轴器的选用.437.3 键的设计.457.4 轴承的选择.478 制动器的设计制动器的设计.498.1 制动器的基本要求.498.2 制动器的计算和选型.509 电气控制电气控制.529.1 传感器和限位的设计.529.2 电气控制过程.579.2.1 控制流程图.579.2.2 可编程序控制器(PLC)的特点及应用.579.2.3 程序设计.609.3 PLC 的设计.629.3.1PLC 的选型 .629.3.2PLC 程序设计 .649.4 如何提高系统的可靠性.6710 提升机及其相关设备的安装与维修保养提升机及其相关设备的安装与维修保养.68总结总结.73参考文献参考文献.74翻译部分翻译部分.76致谢致谢.89 中国矿业大学2008届本科生毕业设计 第79页1 序言1.1引言煤炭是当前我国能源的主要组成部分之一,是国民经济保持高速增长的重要物质基础。纵观世界煤炭工业发展史,煤炭在一次能源(包括煤炭、石油、天然气、水电和可再生能源等)的产量和消费上始终占据着重要的地位。尽管在二次世界大战以后,在西方国家石油和天然气取代了煤炭,但在1973年10月的中东战争后,石油输出国组织提高了石油价格,加上中东战争对石油供应的影响以及煤炭储量的优势,煤炭资源开始重新受到了重视。特别是近期由于中东局势混乱,国际原油价格在42-45美元/桶高位运行,以石油为主要能源的行业企业受到了很大的影响。煤炭作为一种量大价廉的能源来源被重新开始认识和定位。预测未来石油价格不会出现大幅下落,煤炭将越来越得到重视。但是目前我国的煤炭工业的发展远不能满足整个国民经济的发展需要,因此必须以更快的速度发展煤炭工业。然而,高速发展煤炭工业的出路在于煤炭工业的机械化,同时在煤炭资源日益显得匮乏的时候合理而行之有效的利用成为了关键,在我国存在着能源浪费的突出情况,这其中包括能源在运输、加工等的中间环节上。煤炭资源支撑着我国大部分的国民经济领域,怎样保证我们的煤炭能得到最大化的利用非常紧迫问题,解决合适的煤块粒度是煤炭利用中的核心技术,这将直接影响煤块地利用程度。我国的煤炭工业从小到大,从弱到强。原煤年产量从1949年的0.32亿吨到1989年的10亿吨。此后,连续10年的年产量都在10亿吨以上,在2002年达到13.93亿吨,跃居世界第一位。2003年由于强劲的需求原煤产量达到了17.36亿吨,预计2004年全年产量将达到17.5-18亿吨。我国不仅是世界上最大的煤炭生产国,而且是最大的煤炭消费国。煤炭在我国一次能源总产量和消费总量中的比例均在75%左右,目前仍占70%左右。国内70%的燃料和工业动力、60%的民用商品能源、60%的化工原料都是由煤炭来提供的。煤炭在我国的一次能源的产量和消费上都占有主导地。众所周知,块煤的售价比碎煤要高出许多,因此,对于选煤厂来说努力提高块煤产率是提高经济效益的一个十分有效的方法,从采煤工作面到选煤厂产品装车的各个环节,块煤总的破碎率约为21%,其中装仓破碎率约为10%,所以减少块煤在装仓时的破碎更是诸多环节中最重要的一环。1.2概述块煤的破碎机理是块煤在外力作用下遭到破坏的过程。块煤在运输过程中产生的碰撞是其形成破碎的主要表现形式,块煤所受外力大于其团聚力是破碎的成因。假设煤块与煤块或与其他物体间的碰撞为完全非弹性碰撞,碰撞后煤块的运动速度为零。因此解决块煤破碎的问题应该从两个方面入手:一是降低块煤的运动速度;二是延长块煤颗粒之间以及与其他物体之间的碰撞时间。降低块煤落底速度的方法有降低高差和以外阻力减速,降低高度差的有限位放煤法,自动放煤机(吊斗法)和套筒仓法(也称仓内小仓法)。此外阻力减速的方法有螺旋溜槽、斜坡仓法、斜板法等。延长碰撞时间的方法是在块煤落底过程中或落底时加缓冲垫,如之形缓冲和多层钢丝绳缓冲等我所设计的这套系统是在煤块入仓下落过程中由于摩擦减速而减少摔击造成的过度粉碎,使煤块保持相对较大粒度储存,从而达到合理利用煤炭的目的。由于储煤仓的空间有限,既要考虑整个系统的可操作性又要考虑系统所占据煤仓的空间。在综合考虑以上因素以后在动力系统和控制系统上都必须符合要求,而系统的动力是绞车提升,在工业系统中绞车已经被广泛的应用,其技术和经验都已很成熟;同时PLC技术在本系统中的应用,由于PLC的稳定可靠的控制性使得系统的运行可靠性很高。我国在很久以前的古代,就知道采用辘辘等来提升重物,以减轻体力劳动的强度和提高生产率。但提升设备的生产是解放以后才开始的,随着生产的发展到了60年代,由于对煤炭的开采,对提升设备在生产和使用越来越多。改革开放以后,为了发展提升设备的生产,行业组织了有关厂家的人员对全国提升机的生产和应用情况进行了调查,是新产品的开发提到日程上来。不少生产厂家成了了厂属研究所,开发了如告诉卷扬机、变速卷扬机、自动限位卷扬机等新产品,以及谐波传动、摆线针轮传动、圆弧齿齿轮传动、圆弧圆柱蜗杆传动等具有新型传动型式的卷扬机。对单筒快速提升卷扬机起重质量从0.5吨到5.5吨的机型进行了系列设计。基本实现了结构紧凑、加工简单、操作方便、体积小,重量轻,满足了生产的需要和技术的进步。PLC控制技术是电气控制技术中的一朵奇葩。经过30多年的发展替代继电接触器控制的简单功能,发展到目前的具有接近计算机的强有力的软硬件功能。PLC源于替代继电接触器控制,它与传统的电气控制技术有着密不可分的联系。PLC是以微处理器微基础,综合了计算机技术、半导体技术、自动控制技术、数字技术和网络通信技术发展起来的一种通用工业自动控制装置。PLC以其可靠性高、灵活性强、使用方便的优越性,迅速占领了工业控制领域。从运动控制到过程控制,从单机自动化到生产线自动化乃至工厂自动化,从工业机器人、数控设备到柔性制造系统,从集中控制系统到大型集散控制系统,PLC均充当着重要角色,并展现出了强劲的态势。PLC作为先进的、应用势头最强的工业控制器风靡全球。PLC用于包括逻辑运算、数值运算、数据传输、过程控制、位置控制、高速计数、中断控制、人机对话、网络通信等功能的控制领域。解决了动力和信号系统的关键部分,使得整个设计以此为基础顺利的进行下去。2 设计方案2.1设计参数皮带输送能力:400T/t;煤最大块度: 200mm(最大直径); 煤仓高度 :20-25m;2.2设计的任务自动升降缓冲仓的设计;牵引系统设计;控制系统设计;说明书;2.3 防破碎的方法1) 螺旋溜槽:适用于大型的圆筒仓中。其作用机理是延长块煤下降的距离,利用摩擦和离心力,降低块煤运动的末速度,防止块煤破碎。其优点是运行费用低廉,维护简单。其缺点是制造、加工和安装难度较大,防破碎效果取决于煤质、粒度、螺旋角和内倾角的大小,需要个别试验和科学计算,角度不合适会造成堵煤或防碎效果不理想,而且发生过因堵煤造成溜槽垮台事故。其具体有以下几方面: 图 2.1螺旋溜槽结构图(1 )由于溜槽是钢板焊接而成,溜槽面为钢板,无耐磨材料,有可能长时间使用出现钢板凹凸不平现象,影响使用效果,甚至造成钢板磨穿需重新制作更换,维护不便。建议溜槽面使用耐磨喷涂材料,以保护钢板不被磨损。(2 )因螺旋仓单口入料,故用螺旋溜槽装满仓后,另一侧仍有空间无煤,比原设计仓储减小很多。(3 )煤仓底部锥体部分的螺旋溜槽技术问题。2) 斜面仓法:这种方法克服了限位放煤法的缺点,有效利用了仓体的容量。其作用机理是延长块煤运动时间,降低块煤运动的末速度,防止块煤破碎。缺点是土建工程量大、施工难度大、有限下率构成的细粒煤容易沉积在斜坡上,造成块煤颗粒滚动,降低了防止块煤破碎的效果。3) 自动放煤机:工作原理是利用PLC 集中控制系统,对定量斗、放煤斗通过压力传感器实施自动间断放煤的防破碎方法。定量斗存储一定量的块煤后,打开闸门给放煤斗供煤,放煤斗盛煤结束后,自动下落到仓底或与存煤接触底部位,打开底部闸板,实施放煤,完成煤炭的防破碎功能。从工作过程不难看出,其工作机理变胶带的连续给煤为定量斗间断放煤,完全避免了块煤的速度对破碎的影响,使块煤的运动速度降低到了一个理想的状态,块煤的势能完全被运输的机械所消化,因此防破碎的效果是明显的。其优点是自动化程度高,对仓体的适应能力较强,效果好。缺点是制造工艺复杂,运行费用高(提升电机功率大,带式输送机必须断续运行),维护工作量大,具有一些易损的部件,要经常检修、保养。 图中:1.小仓 2.煤仓 图2.2缓冲仓示意图4) 煤仓内缓冲仓法:在煤仓这个大仓内再建一个截面1m左右的圆形或矩形小仓,此小仓是由多节套筒组成,可以上、下升降。其工作原理:在往煤仓内装煤前,先开动绞车,下放套筒,套筒底面与煤仓料面接触后,位置传感器将信号传给PLC 控制器,PLC 指令提升机停电抱闸,同时带式输送机转动,块煤通过套筒仓上部的缓冲仓,流入套筒仓,待块煤装到缓冲仓上料位传感器时,提升机开始提升最下节套筒,同时装仓带式输送机连续给料,随着套筒的不断升高,套筒中块煤不断流入大的煤仓中。整体设计结构如2.2所示:因为套筒中块煤流动量应大于或等于输送带给料量,缓冲仓中块煤下落快。料位落到下限位时,下料位压力传感器发出信号,PLC 命令绞车停机,等待缓冲仓位上升到上限位时,绞车再开动,提升套筒。当煤仓装火车时,煤仓料位下降后压力传感器断开,绞车自动反转,套筒下放,最下节套筒底面与煤仓内料面相接触。简单的也有采用绞车上提套筒,套筒靠自重下降的方法。套筒仓法的最大优点是可以煤的破碎率低,可以将破碎率降低5%,但缺点是以现有的料位传感器的可靠性均难以满足块煤仓的使用要求,传感器在块煤的冲击作用下经常误动作或不动作,造成使用效果不理想。针对上述情况分析,我个人认为比较有效的方法应该是套筒仓法,当然问题的关键是要设计合适的传感器和传感方式感知煤位,所以我通过对现有系统的进行改进,采用改进后的可靠性更高的机械式位置传感器和压力传感器,利用可编程序控制器的智能对传感信号可能出现的错误进行判断和剔除,并且对系统本身的故障进行判断和报警,可以满足现场使用的要求。 3 缓冲仓的设计3.1圆筒的构造1)每个圆筒上端都焊接了圆环状内环4,下端安装了圆环状外环,套筒在伸缩过程中内环与外环之间形成了一个伸缩空腔,煤仓中的煤尘和细小颗粒很容易通过内外圆环与筒壁之间的空隙进入伸缩空腔,在伸缩空腔的下部堆积。由于外环与筒壁之间的间隙小,堆积的煤尘和细小颗粒大部分不能从伸缩空腔中排出。套筒收缩到最后这些堆积的煤尘和细小颗粒被积压成坚硬的煤层,套筒反复伸缩,煤尘和细小颗粒反复被挤压成坚硬的煤层,使套筒的伸缩距离越来越小,防破碎效果越来越低,最终失效。2)内外圆环与筒壁焊接后形成了一个整体,每个铁筒都不能方便地从套筒中拆出,同时清除堆积在空腔中的煤层非常的不方便,给维修、更换造成很多的困难。3)绞车必须沿绞车梁小幅移动才能使钢丝绳的相对位置保持不变,这种双向移动的绞车结构比较复杂,并且在移动过程中容易引起钢丝绳的晃动。为解决套筒仓法的不足,本设计采用了一种新型的设计:将圆环状外圆环用定位板替换,这样套筒仓内够将进入伸缩空腔的绝大多数煤尘和细小颗粒排出,同时也能够清除进入套筒伸缩空腔的煤尘和细小颗粒,煤尘和细小颗粒不会在伸缩空腔内存留、积压和堆积,能够保证较长时间的无故障运行。另外,这种新型设计还能使得套筒仓中的每个桶都能方便地从整体中取出,便于维修和更换。另外本次设计改变了绞车的安装位置绞车与漏斗几乎在同一水平线上,便于安装和维修。同时设计了导向轮装置,这样使得钢丝绳定位准确、不晃动。3.2圆筒设计方法1)圆筒下端沿筒外壁分散焊接了两个以上的定位板,定位板之间较大的间隙,间隙两端都是光滑的筒壁,克服了已有技术外圆环与筒壁之间间隙较小、堆积的煤尘和细小颗粒大部分不能从伸缩空腔内排出的弊病。套筒在伸缩的过程中,圆筒上端的内圆环和圆筒下端的定位板不断刮除进入伸缩空腔并且粘附在筒壁上的煤尘和细小颗粒,它们不会在伸缩空腔内存留、积压和堆积,能够较长时间的无故障运行。 1.定位板 2. 筒仓 3. 绳槽 4.内环 5.导绳板 6. 内环槽图3.1筒仓2)在圆筒上端的内圆环上开了两个以上的槽口。套筒在伸缩时,因为槽口中的中线与内筒下端定位板的中线相差角度为30度,在钢丝绳的限位下槽口与定位板始终相错角度30度。检修更换时,先将钢丝绳从提升板中分离,然后需要更换的套筒旋转角度30度,使定位板对准槽口,因为槽口的宽度略宽于定位板的宽度,槽口的数目与定位板的数目相同,槽口的中线位置与定位板的中线位置对应,这样套筒中的每个筒都能方便地从整体中拆出,便于维修和更换。3).在最上端固定圆筒上安装两个滑轮组钢丝绳从滑轮组中心穿过(如图2.2),由导向轮组将钢丝绳定位,这样钢丝绳定位准确不晃动。综上所述,我所设计得新型筒仓的形式如图3.1所示: 筒仓的设计要求:(1)重量不能太重;(2)耐冲击,有一定的韧性;(3)耐磨性好易制造,;(4)制造成本低3.3圆筒设计步骤由于圆筒仓的工作情况,输送能力400 吨/小时,设计选材用45#钢板,钢板的厚度取1cm。钢板的高度取2m。本题目设计要用到煤的堆积密度,堆积密度是指在20下单位(包括煤的内外空隙及煤粒间的空隙)煤的质量,用BRD表示(为方便计算本题目用 表示并取=1.2g/cm),堆积密度的大小除与煤的真密度有关外,主要决定于煤的粒度组成和堆积的密实度,堆积密度对煤炭的生产和加工利用部门设计矿车、煤仓、估算煤堆质量等很关键。假设煤从输送机上脱落进入漏斗并滑到漏斗下断口,此过程中重力对煤做的功等于摩擦力对煤做的功,即此过程中外力不对煤做功,那么理论上漏斗的下端口的面积大于等于落入煤的有效面积即可。落入漏斗的有效面积(用Sm 表示)计算如下:因为Q = S v 式中: 煤的堆积密度, = 1.2g / cm = 1200kg/m ;Q 筒仓的运输量,Q = 400t / h = 111.1kg / s ;v 煤的入仓速度;由于煤进行的是自由落体运动,S = at 漏斗的垂直距离可取0.5m即下落的距离s=0.5m,得t = = 0.32sv = at = 9.8 0.32 = 3.14m/ s从而 S= Q/ v =111.1/3.141200=0.029m 而对于圆截面 S=d/4式中 为截面的有效直径求得:d=0.1922m所以设计的漏斗下端口直径只要能大于等于0.1922m 即可,但考虑到其他象冲击、输送煤量的不均匀等,设计漏斗下断口的直径为 d=0.7m,漏斗上端口直径为1.3m漏斗的厚度取H=0.01m,接下来的第一节套筒(后文称为第一节固定套筒)的直径应大于等于漏斗下端口的外径(0.72m),同时由于输送能力为400 吨/小时,综合以上因素可取第一节(最上端)圆筒的横截面尺寸S0.5m。因为 S=r所以 解得r=0.399 米 取r=400mmR=410mm(外径)筒仓铁板的体积 V=2rHd式中 V 筒仓铁板的实际体积 d铁板的厚度 R 为筒仓的内径 H 筒仓的高度现定义最上端可移动桶为A1 ,依此类推由上至下依次定义各可移动桶为A2、A3、A4、A5、A6 。选取伸缩空腔的厚度为35mm,内筒外环至外筒壁的距离取d=5mm,桶高H=2000mm。 为简化计算将筒仓展开成铁板计算其体积从而求得其重量计算筒仓1重量: V= 2rHd=23.140.40520.01=0.0509m M= V=0.05097850=399.31kgG= M g = 399.319.8=3.913kN计算筒仓2重量: V= 2rHd=23.14(0.4+0.03+0.01)20.01=0.0552m M= V=0.05527850=433.822kgG= Mg = 433.8229.8=4.251kN计算筒仓3重量: V= 2rHd=23.14(0.435+0.04)20.01=0.0597m M= V=0.05977850=468.331kgG= Mg =468.3319.8=4.590kN计算筒仓4重量: V= 2rHd=23.14(0.470+0.04)20.01=0.064m M= V=0.0647850=502.840kgG= Mg =502.8409.8=4.928kN计算筒仓5重量:V= 2rHd=23.14(0.505+0.04)20.01=0.0685m M= V=0.06857850=537.348kgG= Mg =537.3489.8=5.226kN计算筒仓6重量: V= 2rHd=23.14(0.540+0.04)20.01=0.0728m M= V=0.07287850=571.857kgG= Mg =571.8579.8=5.604kN计算筒仓7重量: V= 2rHd=23.14(0.575+0.04)20.01=0.0772m M= V=0.07727850=606.365kgG= Mg =606.3659.8=5.942kN计算各筒仓的容积:V=rH=3.140.4 2=1.005mV=rH=3.14(0.4+0.035) 2=1.188mV=rH=3.14(0.435+0.035) 2=1.387mV=rH=3.14(0.47+0.035) 2=1.602mV=rH=3.14(0.505+0.035) 2=1.831mV=rH=3.14(0.54+0.035) 2=2.076mV=rH=3.14(0.575+0.035) 2=2.337m根据以上计算结果得表数据表格如下:表3.1序号内径(mm)外径(mm)容积(m)重量G(KN)A1 800 820 1.0053.913A2 890 9101.1884.251A3 980 10001.3874.590A4 1070 10901.6024.928A5 1160 11801.8315.226A6 1250 12702.0765.604A7 1340 13602.3375.942下筒仓内环和上筒仓定位板可以近似看作下筒仓内环,对其重量的计算结果如下表 :表3.2环序号内径(mm)外径(mm)体积(m)重量()18308900.016125.6229209800.018141.333101010700.020153.814110011600.021167.125119012500.023181.916128013400.025193.74计算煤在下落过程对筒壁的摩擦力,在筒仓内壁任取微小元对其进行摩擦力分析,然后在整个筒仓上积分得摩擦力:式中:圆容器的系数的值可以按下式来确定转的抛物体本设计中煤炭的内摩擦系数f=0.72,煤炭对于钢的摩擦系数f1=0.59,将两值代入下式得 对于第一节固定筒仓:d=0.80m , 则由公式得: =7395.6N 第1节可移动套筒所受的摩擦力: ,第2节可移动套筒所受的摩力:d=980mm, a= 第3节可移动套筒所受的力:d=1.07mm,a= 第4节可移动套筒所受的力:d=1.16mm ,a= 第5节可移动套筒所受的力:d=1.25mm ,a= 第6节可移动套筒所受的力:d=1.34mm ,a= 3.4 筒仓提升板的设计 提升板除了在第7节筒仓上设置两个外其余的筒仓上不设置,其剪切强度是关键。为方便计算提升板的强度分别把煤在筒仓内下落过程的摩擦力求出,只有这样才能精确的计算提升板的强度,所以在保证筒仓7的提升板剪切力的强度后才能精确选择其他部件,校核过程不下:提升板在第7节筒仓上有两个,长120mm,厚28mm,宽100mm,其焊接也是采用开坡口熔透T 形接头,与定位板一样,它也承受剪切力,不均衡系数取1.4。 其中为焊缝的许用应力查表得:N/mm安全当筒仓7收缩完毕第筒仓6开始收缩时,筒仓7的提升板所承受的拉力:N/mm安全当筒仓6收缩完毕第筒仓5开始收缩时,筒仓7的提升板所承受的拉力: N/mm安全当筒仓5收缩完毕第筒仓4开始收缩时,筒仓7的提升板所承受的拉力: N/mm安全当筒仓4收缩完毕第筒仓3开始收缩时,筒仓7的提升板所承受的拉力: N/mm安全当筒仓3收缩完毕第筒仓2开始收缩时,筒仓7的提升板所承受的拉力: N/mm安全。3.5筒仓的定位板设计 筒仓定位板在整个系统中起到非常重要的作用,它不但能起到支撑和悬挂链接各个筒仓。同时是保证筒仓能否顺利伸缩的关键,在设计的时候还要特别考虑拆卸此筒仓系统时的方便性。因为灰尘会很容易侵入伸缩腔内,如果定位板设计的不合理将使伸缩筒仓系统形成压紧煤尘块,不但会影响移动筒仓的伸缩长度,甚至还会导致筒仓一面倾斜,使上下筒仓中位线错位,而使上下筒壁倾斜摩擦卡住。从而使伸缩系失灵,鉴于此定位板的设计由于空间和实际情况必须要合理,即要保证足够的强度还要有合理的结构以保证其最小程度的积挂小煤块和煤灰,和方便的拆卸。根据工作情况可知:可移动筒仓1 至6 所受的力都由第一节固定套仓的定位板来承受,因此定位板所受的力为 F=G+G+G+ F+F+ G+G+G =30.541+73.057+0.964 =104.562设定位板的长度为170mm,宽度25mm,厚度28mm,最上端固定筒仓的定位板数取4,不均衡系数取2。焊接形式采用对接焊缝、带钝边单边V型坡口。为减少应力集中,定位板破口开在下方。剪且强度10.983其中为焊缝的许用应力查表得: N/mm材料的需用拉应力。安全。4.提升部件的设计4.1钢丝绳的选择钢丝绳按其绳和股的断面、股数和股外层钢丝的数目分类。钢丝绳最大静拉力:在起升机构中,钢丝绳最大工作静拉力是由起升载荷考虑滑轮组效率和 承载分支数后确定,起升载荷是指起升质量的重力。起升质量包括允许起升的 最大的有效物品、取物装置(下滑轮组、吊钩、吊梁、抓斗、容器、起重电磁铁等)悬挂挠性件及其他在 升降中的 设备质量。起升高度小于50m的起升钢丝绳的 重量可以不计。钢丝绳直径可由钢丝绳最大工作静拉力公式确定: 式中 d-钢丝绳最小直径 ,mm C-选择系数,mm/N S-钢丝绳最大工作静拉力对于双绳起升容器的闭合绳和支撑绳载荷分配如下规定:如所使用的系统能短期地和自动地使闭合绳和支撑绳中的载荷平均分配,则闭合绳和支撑绳各取总载荷的 66%;如所使用的系统在提升过程中不能使闭合绳和支撑绳的载荷平均分配,则闭合绳取总载荷100%,支撑绳取总载荷的66%。选择系数C:选择系数C的取值与机构工作级别有关,查表可知其数值使在钢丝充满系数为0.46,折减系数k为0.82时的选择系数C值。当钢丝绳的 、k、值与查表中的值不 同时时,则可根据工作级别从表中从新选择n值并根据所选择钢丝绳的、k、值按折算选择系数C,然后再按选择绳径: 式中 n安全系数,查表选取k钢丝绳捻制折减系数,按下式求得 -钢丝绳的 公称抗拉强度,MP 按钢丝绳所在机构工作级别有关的安全系数选择钢丝绳直径。所选钢丝绳的 破断拉力应满足下式 F 式中 F-所选钢丝绳的破断拉力,N; n-钢丝绳最小安全系数,查表选取。由上面的计算可知钢丝绳所承受的最大静拉力为取拉力不均衡系数为1.2单根钢丝绳的拉力为F t =41849.61.2 / 2 = 25109.76N钢丝绳的安全系数取6,拉力不均衡系数取1.2,则单根钢丝绳的破断拉力为S p 6 41849.61.2 / 2 = 150658.56N=150.659KN根据以上计算数据,查表8-14选取公称直径18mm钢丝绳公称抗拉强度为1470MP,其破断拉力为158.00kN,,钢丝绳芯钢丝绳。4.2 卷筒的选择4.2.1 卷筒的技术要求 由于此设备为提升设备故应采用钢丝绳铸造卷筒其技术要求: (1)材料 铸造卷筒的 材料应采用不低于GB/T中规定的HT200灰铸铁,或GB/T11352中规定的ZG270-500铸钢。铸铁件需经时效处理以消除内应力,铸钢件应进行退火处理。(2)表面质量 卷筒不得有裂纹。成品卷筒的表面上不得有影响使用性能和有损外观的显著缺陷(如气孔、疏松、夹渣等)。(3)尺寸公差和表面粗糙度 同一卷筒上左右螺旋槽的底径(即卷筒直径D),不得超过GB/T1801和GB/T1802中规定的h12。 加工表面未注公差尺寸的 公差等级应按GB/T1804中的m级(中等级) 未注加工表面粗糙度R值应按GB/T103中的12.5。 图4.1 A型卷筒技术示意图(4)形位公差 卷筒上配合图(D1)的圆度t同轴度、左右螺旋槽的径向圆跳动t以及端面圆跳动t,不得大于GB/T1184中的下列值:t不低于8级;t不低于8级。(5)压板用螺孔 钢丝绳压板用的 孔必须完整,螺纹不得有破碎、断裂等缺陷。 (6)焊缝 对于必须施焊的铸钢卷筒,其重要焊缝不得有裂纹和 未融合等缺陷。其焊缝质量应符合GB/T3323中的级质量要求。4.2.2 卷筒的计算应力:卷筒壁内表面最大压应力(L)式中A与卷筒层数有关的系数如下表:表4.1卷筒层数n1234系数11.41.82S钢丝绳最大拉力,NP卷筒绳槽节距,mm卷筒壁厚,mm-许用应力,MP钢:铸铁:由弯矩产生的拉应力(L3D)式中:由钢丝绳最大拉力引起卷筒的最大弯矩,Nmm W抗弯截面模数 D卷筒绳槽底径,mm D-卷筒内径,mm 许用拉应力,MP合成应力卷筒稳定性验算失去稳定时的临界压力: 刚卷筒:铸铁卷筒:卷筒壁单位压力:稳定性系数:符号意义:R=卷筒绳槽底半径,mm卷筒的直径与筒仓的提升速度有关,而筒仓的提升速度与煤的输送量有关,筒仓每小时送煤量为:所以仓中的煤面的上升速度煤在筒仓内的最快上升速度煤在筒仓内的最慢上升速度煤在筒仓内的平均上升速度 煤在筒仓和煤仓内的速度比为:鉴于工作环境和工作形式,根据以上计算结果可选择钢丝绳的提升速度为仓中煤面上升速度的15倍:V根据GB/T3811-2000 规定,按钢丝绳中心来计算卷筒的最小直径,即D=hd式中: D min 按钢丝绳中心计算的滑轮和卷筒的最小直径(mm)。d 钢丝绳直径(mm)。h 与机构工作级别和钢丝绳结构有关的系数h=20。则 D= hd = 20 18 = 360mm 。同时卷筒的提升最大重量为M=41849.6/9.8=4.27T根据具体情况选用卷筒直径D=380mm,槽底半径R=10.0mmm,标准槽型槽距P1=20.0,H1=7.0mm,R1=0.8,起升高度H=14m,滑轮组的倍率为1,提升重量为10T 的卷筒,(详细数据见机械设计手册)。钢丝绳在卷筒上的缠绕圈数:卷筒上有螺旋槽部分的长 由于卷筒采用单层双联卷筒,所以其长度 式中: D 卷筒名义尺寸, D = 380mm;d 钢丝绳直径, d = 18mm ; H max 最大起升高度, H max =14m ; 滑轮组倍率, = 1;D0 = D + d - 卷筒计算直径,由钢丝绳中心算起的卷筒直径;D 0= 380+18 =398 mm; Z1 1.5 ,为固定钢丝绳的安全圈数, Z1 =3 ;L1 无绳槽卷筒端部尺寸,由结构需要决定, L 1 = 70mm; L2 固定钢丝绳所需长度, L 2 3p = 60mm;m 中间光滑部分的长度,根据钢丝绳允许偏角决定。钢丝绳允许偏角 3.5,因此m 1046 ;p 绳槽槽距, p = 20mm;由以上可得:取钢丝绳在安全角度以内,符合要求。选用直径为D=380mm 的圈筒,则卷筒的转速:最底端筒仓两钢丝绳中心之间的间隙为1560mm。为减少磨损,取卷筒的有效长度L=2000mm。所选的卷筒符合系统要求, 标记为JB/T9006.2-1999。4.3钢丝绳的固定4.3.1 钢丝绳在卷筒上的固定 1. 钢丝绳在卷筒上的固定方式钢丝绳在卷筒上的固定必须安全可靠,压板固定是最常用的方法。它的结构简单(如图4.2 所示)、检查拆卸方便,多层缠绕卷筒采用楔块固定,但它的结构复杂。另一种方法也适用于多层缠绕卷筒,它将钢丝绳引入卷筒的内部或端部,再用压板固定,它的结构也比较简单。2钢丝绳在卷筒上的固定计算鉴于本设计产品的使用情况,采用压板固定,压板形状如图所示,这种压板适用于各种圆股钢丝绳的绳端固定,不宜用于电动葫芦和多层缠绕的起重机的卷筒。其尺寸结构和形状如图4.1所示:表4.1项目ABCDEFGKR压板螺栓直径尺寸(mm)6560202235021010100M20 图4.2压板压板的材料为Q235-A,压板表面应官话平整无毛刺、瑕疵、锐边和表面粗糙不平等缺陷。由于本设计选用的是公称直径为18mm 的钢丝绳,同时卷筒为标准槽卷筒,因此选用序号为5 的标准槽压板。标记为:压板5 GB/T5975-1999。2. 钢丝绳在卷筒上固定的计算1)钢丝绳固定处的拉力: 式中:S max 钢丝绳最大的拉力, S max = 1.4 F t/ 2 = 9294.722N; 钢丝绳于光卷筒间的摩擦系数,通常 = 0.16 ; 安全圈数(通常为1.52 圈)在卷筒上的包角,本设计安全圈数为2 圈,因此 = 4 ;e 自然对数的底数, e = 2.71828计算得: S = = 3926.75N2)螺栓扣紧力螺栓的合成应力式中螺栓数量L钢丝绳拉力对螺栓根部的作用力臂螺纹内径,mm螺栓许用拉应力,对于Q235,35号钢由于压板槽为半圆形所以N = 3926.75/ 2 0.16 =12271.09N4.3.2 钢丝绳在筒仓上的连接 1.索具螺旋扣的选择筒仓使用两根钢丝绳悬挂,同时又要求两根钢丝绳悬挂的卷筒中心线近似竖直,因此为了方便在筒仓上使用索具螺旋扣和钢丝绳用楔形接头。索具螺旋扣可以方便的调节两根钢丝绳的悬挂长度,楔形接头可以方便的固定钢丝绳。1锁紧螺母 2焊接螺旋套 3U形左螺杆 4U形右螺杆 5光直销 6开口销 图4.3索具螺旋扣 由于筒仓的结构需要根据筒仓的机构和工作形式以及钢丝绳直径,选用KUUH 型焊接索具螺旋扣, 其机构如图4.3。在本系统中可选工作等级为M,起重安全工作负荷35KN,最小破断负荷120KN,螺杆直径M24,螺杆形式为UU 型,最大钢丝绳直径19.5mm,螺旋扣型号为:KUUD24M CB/T 3818-1999。 2.钢丝绳用楔形接头的选择根据本系统可确定钢丝绳用楔形接头如下:楔套材料为 ZG270-500,楔块为HT200;钢丝绳的公称直径为18mm,因此楔头选用:楔形接头 18 GB/T5972-1986楔套 18 GB/T5973-1986;楔 18 GB/T5973-1986;相关性能参数:断裂载荷P184kN,许用载荷Pp=35kN,开口销(GB/T91-1989),符合要求。5. 电机和减速器的选择5.1 电机的选择要求(1)、牵引提升电机是系统的重要组成部分之一,其安全可靠性直接关系到整个系统的运行安全。由于工作环境较恶劣,各种操作要求准确,因此对提升电机系统来说,重要的是其可靠性和安全保障。(2)、要求有很好的调速性能,能够较精确地完成提升和下放的各个运行阶段。能重载起动,有一定的过载能力。(3)、工作方式转换容易,易于实现自动化。(5) 、技术先进,维护简单、方便,在保证安全可靠运行前提下,控制线路简洁明了,便于维修排除故障。(6) 、尽量降低投资成本,减少运行费用,提高节电效果和经济效益,保证系统稳定可靠的长期运行,具有较长的工作寿命。5.2确定电动机的型号 F是钢丝绳最大静张力 钢丝绳最大绳速 动力系数,取 =1.2-1.4=0.75 提升减速器的传动效率当减速器的传动比i12 时,=0.85考虑到此处的电动机只作一般用途初定为常用的Y系列,而其常用的同步转速中最低为600r/min减速器的提升速度是当选用直径为D=380mm 的卷筒的速度,则卷筒的速度即是减速器输出轴的速度:所以当选用Y系列电机时其最小传动比为i=600/0.72=833 根据i=600/0.72=83312可知电机的传动效率为 = 0.91 电动机所需的额定功率与电动机输出功率之间有以下的关系: 其中:用以考虑电动机和工作机的运转等外部因素引起的附加动载荷而引入的系数,取 同时,鉴于电机的工作环境,条件比较恶劣,要求电动机必须具有防爆功能,查机械零件设计手册,选用YB 系列隔爆型三相异步电动机,电动机的功率:额定功率实际转速重量:其外形尺寸:(mm)电机中心高度:由计算结果,选用90S-6 型防爆型,功率是0.75KW的异步电动机。同步转速910r/min.,其相关性能如表5.1 所示表5.1型号额定功率(kw)效率因数(cos)转动惯量(kgm)满载电流(A)YB90S-60.750.702.3重量(kg)堵转转距/额定转距()最大转距/额定转距()转速(r/min)堵转电流/额定电流(A)342.02291055电机的形状与相关尺寸如图5.1所示: 图5.1电机尺寸图5.2减速器的选择5.2.1减速比的计算(1)输入计算功率和输出计算功率 式中 、-减速器额定输入功率和额定输出转矩,kW和Nm -承载功率,kW -工况系数 -可靠度系数5.2.2 减速器的选型1.选取三级NGW型行星齿轮减速器,其有以下特点:1) 重量轻、体积小。在相同条件下,比普通渐开线圆柱齿轮减速器的重量轻1/2 以上,体积缩小1/2-1/3。2) 传动效率高。单级行星齿轮减速器=0.970-0.98;两级行星齿轮减速器=0.94-0.96;三级行星齿轮减速器=0.91-0.94。3) 适应性强,传动范围大。可以从零点几千瓦到数千千瓦,甚至更大。4)适用于在传递动力时它可以进行功率分流;同时,其输入轴与输出轴具有同轴性,即输出轴与输入轴均设在同一主轴线上。所以行星齿轮传动现已被人们用来代替普通齿轮传动,而作为各种机械传动系统中的减速器、增速器和变速装置。5) 主要零件均采用优质合金钢经渗碳淬火或氮化处理。行星齿轮减速器运行平稳,噪声较小,使用寿命达十年以上。2.减速器型号确定减速器类型及减速比与电机转速有关,因此当电机的转速为n=910r/min 时减速器的传动比为当卷筒的直径D=380mm 时,卷筒的扭矩 按实际承载功率P2 计算输入功率P1c 且应小于额定输入功率P1 。式中 KA、K2 分别是使用系数和采用油池润滑时的系数。查表得KA=1.12,K2=1.0KS、KR 分别是启动系数和可靠度系数。查表得KS=1.5,KR=1.50。计算得: 根据以上计算可选择NGW103型行星齿轮减速器,在传动比为1250 时其主动轴允许输入功率为1.9kw,从动轴允许输出扭矩T2=14210Nm。其型号为NGW 103-16JB/T6502-19999。减速比i=1250 时卷筒的转速为: 钢丝绳绳速: 减速比符合要求。减速器的形状与安装尺寸如图5.2所示: 图5.2 减速器外形及尺寸5.2.3减速器箱体的设计 箱体材料采用箱体是减速器的重要组成部件。它是传动零件的基座,应具有足够的强度和刚度。箱体通常用灰箱体结构尺寸,对于重载或有冲击载荷的减速器也可以采用铸钢箱体。单体生产的减速器,为了简化工艺、降低成本,可采用钢板焊接的箱体。灰铸铁具有很好的铸造性能和减振性能。为了便于轴系部件的安装和拆卸,箱体制成沿轴心线水平剖分式。上箱盖和下箱体用螺栓联接成一体。轴承座的联接螺栓应尽量靠近轴承座孔,而轴承座旁的凸台,应具有足够的承托面,以便放置联接螺栓,并保证旋紧螺栓时需要的扳手空间。为保证箱体具有足够的刚度,在轴承孔附近加支撑肋。为保证减速器安置在基础上的稳定性并尽可能减少箱体底座平面的机械加工面积,箱体底座一般不采用完整的平面,箱体结构尺寸见表5.2所示:表5.2 名称符号尺寸大小(mm)箱座壁厚10箱盖壁厚15箱盖凸缘厚度b5箱座凸缘厚度b15箱座底凸缘厚度b215地脚螺钉4df125.2.4附件设计为了保证减速器的正常工作,除了对齿轮、轴、轴承组合和箱体的结构设计给予足够的重视外,还应考虑到为减速器润滑油池注油、排油、检查油面高度、加工及拆装检修时箱盖与箱座的精确定位、吊装等辅助零件和部件的合理选择和设计。检查孔:为检查传动零件的啮合情况,并向箱内注入润滑油,应在箱体的适当位置设置检查孔。检查孔设在上箱盖顶部能直接观察到齿轮啮合部位处。平时,检查孔的盖板用螺钉固定在箱盖上。通气器:减速器工作时,箱体内温度升高,气体膨胀,压力增大,为使箱内热胀空气能自由排出,以保持箱内外压力平衡,不致使润滑油沿分箱面或轴伸密封件等其他缝隙渗漏,通常在箱体顶部装设通气器。轴承盖:为固定轴系部件的轴向位置并承受轴向载荷,轴承座孔两端用轴承盖封闭。本设计采用的是凸缘式轴承盖,利用六角螺栓固定在箱体上,外伸轴处的轴承盖是通孔,其中装有密封装置。凸缘式轴承盖的优点是拆装、调整轴承方便。定位销:为保证每次拆装箱盖时,仍保持轴承座孔制造加工时的精度,应在精加工轴承孔前,在箱盖与箱座的联接凸缘上配装定位销。油面指示器: 检查减速器内油池油面的高度,经常保持油池内有适量的油,一般在箱体便于观察、油面较稳定的部位装设油面指示器,本设计采用的油面指示器是油标尺。放油螺塞:换油时,排放污油和清洗剂,应在箱座底部,油池的最低位置处开设放油孔,平时用螺塞将放油孔堵住,放油螺塞和箱体接合面间应加防漏用的垫圈。起吊装置:当减速器重量超过25kg时,为了便于搬运,在箱体设置起吊装置,如在箱体上铸出吊耳或吊钩等。5.2.4减速器的润滑与密封良好的润滑,可降低传动件和轴承的摩擦功率损耗,减少磨损,保护其锈蚀。提高其使用寿命和效率,由于润滑油膜的分隔作用,能减少润滑表面的摩擦阻力,减轻工作时的冲击,降低振动和噪音。润滑还能起到散热、冷却、冲洗金属磨粒的作用。减速器的密封包括箱体、轴承等处的密封,密封的作用是防止灰尘、水分、酸气和其它杂物进入轴承和箱体内,并阻止润滑剂的泄漏。本设计中用到J型骨架密封圈,安装在轴上的梯形槽中,与轴紧密接触,安全可靠。机器的润滑和密封不仅关系着机器的正常工作,而且直接影响着机器的寿命,因此必须及时地更换和补充润滑油。润滑油的优质必须符合要求,不得混入灰尘、污物、铁屑及水等杂质。闭式齿轮传动润滑油采用工业齿轮油250号(SY1172-77S)。减速箱内最高油面不超过大锥齿轮直径的三分之一。闭式传动箱内的滚动轴承均为溅油润滑。开式齿轮传动及滚动轴承均采用钙钠基脂润滑脂(SY140377),各滚动轴承内加入润滑脂加入量不得超过容量的三分之二,每隔36个月加油或更换一次。对于新的或大修后的提升系统,在运转半个月后必须更换减速箱内的润滑油并进行清洗,以除去传动零件磨落的金属细屑。减速器箱剖分面及各密封面,密封后均不许漏油,在各密封面涂密封胶,或水玻璃。蜗轮减速机内采用蜗轮蜗杆油润滑,油面应不低于蜗杆中心。底座左侧齿轮箱内的齿轮、中间轴与齿轮铜套和卷筒内的滚动轴承均用III号钙基润滑脂润滑。6 滑轮和导向轮的设计6.1滑轮的设计1.滑轮设计的技术要求绳索滑轮一般用来导向和支撑,以改变绳索及其传递拉力的方向或平衡绳索的拉力。承受载荷不大的小尺寸滑轮(D350)一般制成实体的滑轮,用15、Q235或铸铁(如HT150).受大载荷的滑轮一般采用球铁(如QT42-10)或铸钢(如ZG230-450、ZG270-500或ZG35M等),铸成带筋和孔或带轮辐的结构。大型滑轮(D800mm)一般用型钢和钢板焊接结构。受力不大的滑轮直接安装在心轴上使用,受有较大载荷的滑轮则装在滑动轴承(轴承材料采用青铜或粉末冶金等)或滚动轴承上,后者一般用在转速较高、载荷较大的情况下。轮毂或轴套长度与直径比一般取为1.51.8。具有固定轴的滑轮称为定滑轮;具有活动轴的滑轮(随绳索串动改变位置)成为动滑轮。在本系统中需要用到钢丝绳导向轮和钢丝绳转向轮。导向轮用于是限制钢丝绳的晃动,转向轮将钢丝绳改变方向,便于拽引机的安装。由于本系统使用的滑轮属于提升和起重型式故在选择时应着重考虑它的起重特性,滑轮在本系统是非常重要的主要部件,所以滑轮的强度和可靠性必须好。故选择A型带滚动轴承(严密密封),内有轴套的起重机用铸造滑轮,其结构和形状如图6.1。2.滑轮强度的计算:小型铸造滑轮的强度尺寸决定于铸造工艺条件,一般不进行强度计算。对于大尺寸焊接滑轮必须进行强度验算。假定轮缘是多支点梁,绳索拉力S使轮缘产生弯曲则绳索拉力的合力为: 图6.1 A型滑轮式中:S绳索拉力,N 绳索在滑轮上包角的圆心角轮缘最大弯矩式中:l两轮辐间的轮缘弧长,mm轮缘最大弯曲应力式中:W轮缘抗弯断面模数,mm 许用弯曲应力,对于Q235型钢应力小于100MP辐条内压应力:当P力方向与辐条中心线重合时,辐条中产生的压应力最大式中:F辐条断面积,mm 断面折减系数 许用压应力,对于Q235钢大约为100MP根据以上条件在设计中,绳索在滑轮上包角的圆心角可取45即:由于钢丝绳的直径d=18mm,查表可选滑轮直径为D=450mm。转向轮改变钢丝绳的方向。因为钢丝绳是提升筒仓时是竖直提升,拽引机放在上方不便于安装和检修,因此需要改变钢丝绳的方向。根据工作的环境选用带滚动轴承的A型滑轮。钢丝绳直径d18mm,查表选用的滑轮直径D500mm,宽度B=70mm,滑轮轴直径d100mm。所选滑轮具体尺寸如下表:表6.1项目BDDDDDD尺寸(mm)100100120M89125135滚动轴承具体尺寸如下表:表6.2项目型号宽度BBDS尺寸(mm)A型22608611063. 滑轮轴强度的校核此为实心心轴,由下式确定其轴径 式中: 轴的直径,mm 轴在计算截面所受弯矩, 轴的许用弯曲应力, 由于把提升钢丝绳的最大拉力看做轴中间位置的最大剪切应力,则剪力大小由于滑轮宽度为70mm,则滑轮中点面距离滑轮轮缘面长度为35mm,所承受的弯矩为:由以上计算可得,所选滑轮的轴100mm远远大于滑轮轴的弯曲强度,故设计合理。4.滑轮支架的设计滑轮支架的结构和形状如图6.2 所示: 螺栓的受力分析计算滑轮受到的最大拉力:螺栓工作拉力: 残余预紧力 查表得螺栓的总拉力: 图6.2滑轮支架 查表得相对刚度系数螺栓材料:Q235性能等级查表选6.8 级,因此:600N /mm2 , 480N /mm2查表选安全系数:s = 4许用拉应力: = /s = 480/ 4 = 120 N /mm2螺纹危险断面上的当量应力及强度条件为:在设计中选用了M16 的螺栓,以上受力分析说明该选择完全满足要求。6.2导向轮的设计1.导向轮结构的设计由于导向轮在本机械中只承担钢丝绳导向的作用,几乎不承受力,为减少设备费用而减少滑轮的复杂结构,材料选用球墨铸铁QT700-2A滑轮的形状及相关尺寸如下图6.3 所示(详细的设计参数以设计图纸为准):图6.3导向轮2.导向轮支架的设计导向轮受力很小,但导向轮在钢丝绳的位置固定方面却不可或缺。由于其特殊的作用所以在设计导向轮时应着重考虑它的转动特性。在这个系统中导向轮支架材料选用Q235A,其形状与关键尺寸如图6.4 所示(详细数据参数以设计图纸为准):图6.4导向轮支架 7 轴和联轴器的设计7.1 轴的设计 1. 轴的设计步骤轴是组机械的重要零件之一。它用来安装各种传动零件,使之绕其轴线转动,传动转矩或回转运动,并通过轴承与机架或机座相联结。轴与其上的零件组成一个组合体-轴系部件,在轴的设计时不能只考虑轴本身,必须和轴系零、部件的整个结构密切联系起来。 轴的设计应满足下列几方面的要求:在结构上要受力合理、尽量避免或减少应力集中,足够的强度(静强度和疲劳强度),必要的刚度,特殊情况下的耐腐蚀性和耐高温性,高速轴的振动稳定性及良好的加工工艺性,并应使零件在轴上定位可靠、装配适当和拆装方便等。通常设计程序为:(1) 根据机械传动方案的整体布局,拟定轴上零件的布置和装配方案;(2) 选择轴的材料;(3) 初步估算轴的直径;(4) 进行轴的结构设计,校核轴键联结强度及轴的弯扭强度;(5) 必要是校核轴的刚度和临界转速;(6) 对于重要的轴,应进行强度的精确校核计算;(7) 根据上述计算结果修改设计;(8) 绘制轴的工作图(零件图)。应用于轴的材料种类很多,主要根据轴的使用条件,对轴的强度、刚度和其他机械性能等的要求,采用的热处理方式,同时考虑制造加工工艺、并力求经济合理,通过设计计算来选择轴的材料。轴常用的材料式优质碳素机构钢,如34、45、和50,其中以45号钢最为常用。不太重要及受载较小的轴可用Q235、Q275等普通碳素结构钢;对于受力较大,轴的尺寸受限制,以及某些有特殊要求的轴可用合金钢。对于结构复杂的轴(例如花键轴、空心轴等),为了保持尺寸稳定性和减少热处理变形可选用铬钢;对于大截面非常重要的轴可选用镉镍钢;对于高温或腐蚀条件工作的轴可选用耐热钢或不锈钢。轴的结构设计式确定轴的合理外形和全部结构尺寸,为轴设计的重要步骤。它与轴上安装的零件类型、尺寸及其位置、零件的固定方式,载荷的性质、方向、大小及分布情况,轴承的类型与尺寸,轴的毛坯、制造和装配工艺、安装及运输,对轴的变形等因素有关。一般轴结构设计原则为:(1) 节约材料,减轻重量,尽量采用等强度外形尺寸或大的截面系数的截面形状;(2) 易于轴上零件的精确定位、固定、装配、拆卸和调整;(3) 采用各种减少应力集中和提高强度的结构措施;(4) 便于加工制造和保证精度。2连接轴的计算:(1)联轴器端连接轴轴径的计算 根据以上步骤计算轴径,由于联轴器端连接轴是用来传递扭矩而没有弯矩,故轴径最小尺寸为:式中: p 轴传递的功率,kW; p = 0.639kW ;n 轴的转速, n = 0.72r/ min; , A 考虑了弯矩影响的需用扭转剪应力和设计系数,此处轴采用的是45钢,查表得 = 135N /mm; A = 110。由此可得 即只要轴的最小轴径大于102mm 即可满足传递扭矩的要求,取最小轴径d110mm。由于所选的NGW103型行星齿轮减速器的输出轴径D150mm,减速器与承载装置需要用联轴器来连接,此处采用凸缘联轴器,孔径适合的联轴器所对应的输入输出轴径都为150mm,因此在弯矩承载装置的输入轴径也应为150mm。参照卷筒选用调心球轴承,与之对应的调心滚子轴承。轴的尺寸如图7.1所示:图7.1 连接轴(2)卷筒端连接轴轴径的计算:由于卷筒端轴既受弯矩又受扭矩,所以在综合考虑弯矩和扭矩的情况下才能确定其轴径。扭矩与弯矩的组合变形是机械工程中最常见的情况,当轴的支撑位置和轴所受载荷大小、方向、作用点及载荷种类均已确定,支点反力及弯矩可以求得时,可按弯矩及扭转合成强度进行轴的强度计算。作用在轴上的载荷,一般按集中载荷考虑。如果作用在轴上的各载荷,不在同一平面内时,可将其分解到两个互相垂直的平面内,然后分别求出每个平面内的弯矩,在按矢量法求得合成弯矩,以此弯矩来确定轴径。当轴上的轴向力较大时,还应计算由此引起的正应力。具体据算步骤为:此为实心转轴,由下式确定其轴颈 式中: 轴的直径,mm 轴在计算截面所受弯矩, 轴在计算截面所受扭矩, 轴的许用弯曲应力, 双向旋转将两根提升钢丝绳的最大拉力看做卷筒中间位置的最大剪切应力,则剪力大小由于卷筒长度为2米,则中点距离卷筒端点长度为1米。卷筒两端支点轴承处的弯矩为:因为卷筒直径为则卷筒所受扭矩为:合成力矩求得轴的最小轴径为:在轴上有两个键,相应轴径要增大7%为:考虑其他因素轴径取110mm,此轴即可承受卷筒的扭矩和弯矩。7.2 联轴器的选用 1.联轴器的转矩计算: (Nm)式中 T-理论转矩,Nm -驱动功率,kW -工作转速,r/min -动力机系数 K -工况系数 -启动系数 -温度系数 -公称转矩,Nm 图7.2联轴器由于此工作系统属于提升装置,而且对联轴器要求不是很高。根据工作形式与工作情况,减速器输出轴轴径D150mm,查表选用YL18 型凸缘联轴器,J 型孔。其特点是结构简单,成本低,无补偿性能,不能缓冲减振,对两轴安装精度较高。用于振动很小的工况条件,连接中、高速和刚性不大的且要求对中性较高的两轴。但此联轴器具有工作可靠,承载能力大、具备少量补偿性能。与其他类型联轴器相比,尺寸相同时传递转矩最大。但构造复杂、制造困难、成本高、有噪音、不能缓冲减震。其形状如图7.2 所示: 其相关参数如下表所示:标准: GB/T 5846-1999型号:YL18额定转矩T=20000 N.m许用转速n =2300 r/min轴孔直径d(H7) =150mm轴孔长度L =252mmD=420mmD1=360mm螺栓数量n=12(6)螺栓直径M=M30L =510mm重量(kg)263.85 kg转动惯量=17.883 kg.m符合使用要求。7.3键的设计1.联轴器上键的设计减速器与卷筒之间采用联轴器和键联结。键联接是通过键实现轴和轴上零件间的周向固定以传递运动和转矩。其中,有些类型还可以实现轴向固定和传递轴向力,有些类型并能实现轴向动联接。键的刨面尺寸通常根据轴的直径已制定标准。对空心轴、阶梯轴、传递转矩较小以及用于定位等特殊情况的,允许选用刨面尺寸较标准规定为小的键;有时,由于工艺需要也可选用较标准规定为大的键。键的长度按轮毂长度从标准中选取,并按传递的转矩对长度进行验算。如单键强度不够时,应考虑采用双键,两个平键最好相隔180度,强度按1.5个键计算。 键在轴上的安装及尺寸标准如图7.3所示。在减速器和联轴器的连接上,由于轴直径为150mm,经过查表可得键标准为,B 型键槽,传递的扭矩为: 图7.3键的尺寸标准键的材料需用45钢,其主要失效形式是压溃,因此只进行挤压强度计算,假定挤压应力在键的接触面上是均匀分布的,此时挤压强度条件为: N/mm式中: p 许用挤压应力, N /mm,查表得p = 110 ; 查表可知b=36mm,h=20mmk 键与轮毂的接触高度,mm, k = h / 2 =10mm;l 键的工作长度,mm;由上式可得: 取l = 100mm 此时L = l + b = 100 + 36 = 136mm 通过校核可知所设计的减速器轴和联轴器的连接键符合要求。2.卷筒上键的设计在卷筒和连接轴的连接上,由于轴直径为110mm,经过查表可得键标准为,B 型键槽,传递的扭矩为:键的材料需用45钢,其主要失效形式是压溃,因此只进行挤压强度计算,假定挤压应力在键的接触面上是均匀分布的,此时挤压强度条件为: N/mm式中: p 许用挤压应力, N /mm,查表得p = 110 ; 由于b=28mm,h=16mmk 键与轮毂的接触高度,mm, k = h / 2 =8mm;l 键的工作长度,mm;由上式可得: 取l =150mm 此时L = l + b = 150+ 28 = 178mm 通过校核可知所设计的卷筒和联接轴的连接键符合要求。7.4 轴承的选择1.轴承选择要求 (1)允许空间。(2)载荷大小和方向。例如既有径向又有轴向的联合载荷一般选用角接触球轴承或圆锥滚子轴承,如径向载荷大,轴向载荷小,可选深沟球轴承和内外圈都有挡边的圆柱滚子轴承,如同时还存在轴或壳体变形以及安装对中性差的情况,可选用调心球轴承、调心滚子轴承;如轴向载荷大,径向载荷小,可选用推力角接触球轴承、推力圆锥滚子轴承,如同时要求调心性能,可选推力调心滚子轴承。(3)轴承工作转速。(4)旋转精度。一般机械均可用G级公差轴承。(5)轴承的刚性。一般滚子轴承的刚性大于球轴承,提高轴承的刚性,可通过预紧,但必须适当。(6)轴向游动 轴承配置通常是一端固定,一端游动,以适应轴的热胀冷缩,保证轴承游动方式。(7)摩擦力矩 需要低摩擦力矩的机械,应尽量采用球轴承,还应避免采用接触式密封轴承。(8)安装与拆卸 装卸频繁时可采用分离型轴承,或选用内圈为圆锥孔的、带禁紧定套或退卸套的调心滚子轴承。选择轴承一般应根据机械的类型、工作条件、可靠性要求及轴承的工作转速n,预先确定一个适当的使用寿命Lb(用工作小时表示),再进行额定动载荷和额定静载荷的计算。基本额定动载荷计算对于转速较高的轴承()可按基本额定动载荷计算值选择轴承,然后校核其额定载荷是否满足要求。当轴承可靠性为90%、轴材料为常规,并在常规条件运行时,取500h作为额定寿命的基准,同时考虑温度、振动、冲击等变化,则轴承基本额定动载荷进行计算。式中:基本额定动载荷计算值,N当量动载荷计算,N寿命因数速度因数力矩载荷因数冲击载荷因数稳定因数轴承尺寸及性能表中径向基本额定动载荷,N 轴承尺寸及性能表中所列轴向基本额定动载荷,N图7.4调心滚子轴承2.轴承的选择根据工作状况选用及工作环境选用调心滚子轴承。靠近减速器的一侧选用23032C 型圆柱孔型调心滚子轴承( GB/T288-1994),靠近卷筒的一侧选用23028C 型调心滚子轴承(GB/T288-1994),其形状如图7.4和表7.1所示:表7.1轴承代号d/mmD/mmB/mmd/mmD/mm23028C14021053158.2190.223024C12018046134.5162.1由于23024C轴承的基本额定载荷,远大于轴承所承受的实际载荷,故所选用的调心轴承的的强度合适。8 制动器的设计8.1制动器的基本要求由工作形式可知电机要频繁起停,鉴于此需要安装制动装置。制动器可分为摩擦式和非摩擦式,摩擦式制动器有外抱块式制动器、内张蹄式制动器、带式制动器和盘式制动器等形式。非摩擦制动器有磁粉式制动器(半摩擦式)、磁涡流式制动器和水涡流式制动器。1、作用:1)在绞车停止工作时,能可靠的刹住绞车,并继续保持这种制动状态,即正常停车制动。2)在发生紧急情况时,能迅速而合乎要求的刹住绞车,即安全制动。2、要求:1)安全、可靠;2)动作迅速、有效;3)结构简单、重量轻、尺寸小;4)安装、使用及维护方便。制动离合器靠主,从动部分的结合元件(接触面积)间的摩擦里传递转矩。可在运动中结合,结合,制动平稳,过载时离合器打滑,起安全保护作用。材料:45钢。静摩擦因数取0.18,3、许用传递转矩 其中 -抱轴直径 载荷系数摩擦因数许用比压速度修正系数结合次数修正系数 =1.1,=160,=0.18,=35,=2.3,=18.2制动器的计算和选型环境和工作状况,选用外抱块式制动器其构造简单可靠,散热好。瓦块有充分和较均匀的退距,调整间隙方便。对于直形制动臂,制动转矩大小与转向无关,制动轮轴不受弯曲作用力。但包角和制动转矩小,制造比带式制动器复杂,杠杆系统复杂,外形尺寸大。应用较广,适于工作频繁及空间较大的场合。外抱块式制动器又有长行程和短行程之分,长行程用于中等工作载荷、操作不频繁的场合,短行程式用于短时频繁操作,工作载荷较低的场合。此处采用短行程式。制动器是用于垂直制动,垂直制动中被制动的时惯性质量和垂直负载,且主要是垂直负载以保证重物可靠悬吊。计算制动转矩为:Tca=T式中: T 负载转矩,此处是以制动轴为等效构件,换算到制动轴上的等效负载转矩T i 垂直负载对其轴的转矩, N mm ;i 制动轴到负载轴的传动比; 从制动轴到负载轴的机械效率; 保护重物可靠悬挂的制动安全系数,因有较大的安全储备,同时转速较低故惯性转矩不计查表选取=1.75;当需要制动时,煤仓中的煤对筒壁的几乎无摩擦,同时筒仓也被煤托住,为简化计算假设筒仓的重量全部由钢丝绳悬挂,可知在移动筒仓1收缩时钢丝绳的拉力最大 此时制动转矩为:=10为了运行的安全可靠,要求在断电的情况下制动器能够自动制动,即要求制动器具有断电制动能力。查表选择电力液压块式制动器形状如图8.1所示:1.使用条件:一般为-2550C2.适应工作制:连续(SI)和断续(S3),操作频率1200次/h。3.使用地点海拔高不超过2000m。电力液压块式制动器,相关尺寸及性能参数如表8.1 所示:制动器型号:YW160制动器规格:160每侧块瓦额定退距:1.0mm额定制动转矩: 80额定操作频频率: 1200次/h表8.1项目DhKidnbFGMBEAH基本尺寸(mm)160132145551487090165160125170445465 图8.1制动器 9 电气控制我所设计是动力的控制系统,以西门子公司的S7-200PLC为基础,对于整个系统进行控制其工作过程是由系统提升处PLC读取限位开关处PLC 所取得的位置信号,将位置信号与变成电机的转动和启停。9.1传感器和限位的设计 整个防破碎系统中有两个位置量需要监控,一个是煤位的位置量信号,另一个是筒仓的上升位置信号。考虑到系统的工作环境两个信号量的测量装置应该坚固抗振动,具有一定的防尘能力且结构力求简单易于维修和更换。1.煤位传感器的设计在升降煤仓整个系统中对煤仓内的煤位的位置信号进行监控是非常重要的,如果不能保证对煤位的测量就不能实现筒仓的实时升降,出现堵仓的情况从而不能达到防破碎的效果。本系统需要一两个煤位传感器:即上煤位传感器和下煤位传感器。上煤位传感器监控落煤漏斗的煤位。就是当筒仓提升系统失效而输煤皮带运来的煤全部堆在筒仓内,导致筒仓在短时间内被煤塞满造成堵仓,这时堆压在漏斗里的煤对安装在漏斗壁上的煤位传感器施加一定的沿漏斗壁垂直方向的压力,使上煤位传感器受压后动作,将信号传递给PLC系统。PLC将执行对输煤皮带机电机的控制回路断电,皮带停止输煤;下煤位传感器其实就是煤仓煤位监控器,当煤通过筒仓不断的堆进煤仓使得煤仓内的煤面不断上升,当煤仓内煤面上升到最底筒仓传感器时,煤面也会对传感器有一个沿竖直方向的压力,使传感器内部开关动作,将煤位信号传递给PLC, PLC对提升电机控制回路进行闭合控制,使提升电机转动实现对筒仓的提升。 图9.1煤位传感器根据需要对煤位传感器的具体设计是:选择合适大小的行程限位开关,在其动作触点前端焊接薄铁板,以增大接触面积。同时将限位开关的其他三面固定在合状的铁皮箱内,对限位开关在箱内进行合理的固定并安装复位弹簧就制成了具有较大接触面积的形成开关。由于煤面上限位传感器和下限位传感器接触的煤面面积不同故它们的大小也不一样下限位传感器要比上限位传感器大一些。上限位传感器可以贴紧漏斗壁沿倾斜面安装,下限位传感器则按一定倾斜角度进行安装,具体安装情况见安装图。将这种煤面测量装置固定在筒仓或者缓冲斗的壁上。当煤面达到要求时由于煤对的传感器前板压力使得传感器盒前板往盒内缩进,进而使的安放在传感器安装在合内的限位开关触电动作给出煤位信号。2. 筒仓位置传感器的设计筒仓在运行过程中有两个位置需要检测:一是在筒仓下放至最低端时,一是在筒仓收缩至最顶端时。这两个位置都选择一般的常用的行程开关即可,但由于筒仓在上升和下降两个过程中的特殊性,在选择它们的开关时要特殊考虑。比如它们根据它们的安装情况就能看出它们的不同,把上升限位开关安装在筒仓的支梁上即可,而筒仓下降限位开关却在无法在筒仓上实现安装。 行程开关又称限位开关,用于控制机械设备的行程及限位保护。在实际生产中,行程开关安装在预先安排的位置,当装于生产机械运动部件上的模 块撞击行程开关时,行程开关的触点动作,实现电路的切换。因此,行程关 是一种根据运动部件的行程位置而切换电路的电器,它的作用原理与按钮类似。行程开关 广泛用于各类机床和起重机械,在电梯的 控制电用以控制自动开关门的限位,轿厢的上、下限位保护限位保护。 行程开关按其结构可分为直动式、滚轮式、微动式和组合式。 (1)直动式行程开关 其动作原理与按钮开关相同,但其触点的分合速度取决于生产机械的运行速度,不宜用于速度低于04mmin的场所。 直动式行程开关组成: 1-推杆 2-弹簧 3-动断触点 4-动合触点 (2)滚轮式行程开关 其结构原理,当被控机械上的撞块撞击带有滚轮的撞杆 时,撞杆转向右边,带动凸轮转动,顶下推杆,使微动开关中的触点迅速动作。当运动机械返回时,在复位弹簧的作用下,各部分动作部件复位。 滚轮式行程开关组成 : 1-滚轮 2-上转臂 3、5、11-弹簧 4-套架 6-滑轮 7-压板 8-触点 9-横板 滚轮式行程开关又分为单滚轮自动复位和双滚轮(羊角式)非自动复位式,双滚轮行移开关具有两个稳态位置,有“记忆”作用,在某些情况下可以简化线路。 (3)微动开关式行程开关的组成,常用的有ZXL系列产品 1.推杆 2.弹簧 3.压缩弹簧4.动断触点 5.动合触点根据限位是筒仓下降到最低点的限位点,可根据卷筒的实际高度计算筒仓上限位在钢丝绳上的安装位置:计算钢丝绳长度因为每个筒仓钢2000mm,整个系统共用7个筒仓其总高度为而内环和定位板相加总厚度为又由于定位板在第7节筒仓的中间位置所以钢丝绳的实际伸开长度应是而卷筒的周长为图9.2筒仓BZX51型限位开关由此可得筒仓下放到最低点钢丝绳的在卷筒上的缠绕圈数在卷同上取钢丝绳缠绕10圈半处安装拨叉限位行程开关拨叉,在钢丝绳在卷筒上张开时,当到达绳槽10圈半处钢丝绳将碰触拨叉限位行程开关的拨叉,使开关内部触点闭合,同时提供开关量信号给PLC,PLC将执行抱闸吸合和电机停转的控制动作。筒仓上限位传感器可以直接选用BZX51系列防爆行程开关即可,只要将其安装固定在支梁上,在第7节筒仓上下端设置一个限位触头碰触点即可。BZX51系列防爆行程开关结构形状如图9.2所示:煤位传感器以D4D-N小型限位开关为主体的自行设计的传感器,筒仓下限位为GL5321型起重机用拨叉限位开关。3. 将筒仓内煤放完时间的计算筒仓每小时送煤量所以仓中的煤面的上升速度钢丝绳的提升速度煤在筒仓内的最快上升速度煤在筒仓内的最慢上升速度煤在筒仓内的平均上升速度筒仓的容积式中d为筒仓的平均直径 漏斗和筒仓的总容积 式中:漏斗上口直径 漏斗下口直径由于式中: Q 系统的输送能力, Q = 9.26mm / s ;V筒仓 所要卸放的煤的体积,;t 将筒仓中的煤全部放完所需的时间,单位:秒;v 筒仓的提升速度, v绳 =13.9mm/s s 煤仓的截面积, s = 1000010000 = 110mm3所以若设最大运行时间为100s,即如果在筒仓开始提升放煤后100秒内筒仓即已放完仓内的煤,此时即可以重新使皮带启动继续灌仓。煤位传感器和筒仓限位的安装按总装配图。9.2电气控制过程9.2.1控制流程图控制流程图如图9.39.2.2可编程序控制器(PLC)的特点及应用PLC以其日趋成熟的技术和显著的特点,广泛应用于工业改造和工业自动化控制中,己成当今自动化电气控制的主流。其主要特点有:(1) 编程容易,操作简单目前PLC使用的语言主要有:梯形图语言适用于原来从事继电器逻辑控制设计的人员。这种语言简单、直观,只要熟悉电气线路,很容易为现场操作、维修人员所掌握,且编程方法简单,二次开发比一般计算机来得容易。布尔逻辑语言或功能图语言这种语言适用于熟悉布尔代数和硬件逻辑设计的人员。汇编语言适用于熟悉并掌握计算机软件设计的人员。高级语言使PLC程序设计更加灵活,控制功能更加完善。相对传统的电气控制线路,PLC为设计者和使用者提供了极其方面的手段,大大提高了电气控制功能,缩短了控制设备的研制开发周期。(2)体积小 ,功耗低,性价比高由于PLC内部继电器只是数字逻辑运算,并不是真正有触点的继电器,其动作稳定可靠,不需要维护。用PLC替代继电器,将大大减少继电器接点,极大地提高电气设备运行的可靠性。对于一般矿井提升机来说,采用一套中小容量的PLC就能满足控制要求,其价格亦相当低廉。随着PLC技术的日益完善,使工业控制器小巧、低功耗、低成本完全成为可能。(3)可靠性高,抗干扰能力强PLC 是充分考虑实际生产条件而设计出来的产品,它以微处理器为核心,结构简单紧凑,输入和输出回路均采用光电隔离,输入输出独立于控制单元,且主机的输入电源和输出执行回路电源相互独立,抗干扰能力强,具有极高的可靠性和稳定性。实践表明,一般PLC产品,可抗1KV, lus的窄脉的干扰。图9.3流程图 (4)结构模块化,易于扩展和拆装由于采用插件式结构和标准单元结构进行设计,用户可以根据需要灵活地进行系统扩展,缩小或更换硬件模块数量、规模及连接方式。根据需要可在很短的时间内设计和实现一个工业控制系统,使设计调试周期大大缩短。采用模块化组合式结构,使系统构成十分灵活,可根据需要任意组合,易于维修,易于实现分散式控制。(5)故障率低,维护简单PLC内部一般不会出现故障,不需要维护。而其外围输入输出线路,由于PLC的参与,没有复杂的逻辑线路,只有简单的输入/输出线路,使控制系统变得非常简单明了,并且每条线路的当前工作状态在PLC都有相应的指示。只要观察这些状态指示,就可知道哪条线路出现故障。在PLC控制系统中,可安装微机监视器,操作维护人员可通过监视器观测到PLC每一条线路的工作状态,实现异地控制。PLC平均故障运行时间(MTBF)一般可达5-10万小时。(6)通用性好,输出能力大由于半导体在存储技术的引入,使得PLC在不同控制程序下实现不同的控制目的,具有较强的通用性。PLC输出接点功率较大,可直接驱动中小继电器和各种控制阀,使控制设备外围器件数量大大减少,同时也降低了故障率。(7)控制功能逐渐增强按照不同控制类型,PLC具有如下控制功能:逻辑控制这是PLC最基本的控制功能,可用以取代继电器控制的电气线路和二极管矩阵式控制,如:机床、电梯、起重机、皮带运输机等电器控制。模拟量控制在工业生产过程中,有许多连续变化的量,如温度、压力、流量、液位和速度等都是模拟量。而PLC中所处理的是数字量,为了能接受模拟量输入和输出模拟量信号,PLC中配置有A/D和D/A转换模块,将现场需控制的模拟量通过A/D转换为数字量,经微处理器进行运算处理,再通过D/A转换后,变成模拟量去控制被控对象。这样就实现了PLC对模拟量的控制。闭环过程控制运用PLC不仅可以对模拟量进行开环控制,而且可以进行闭环控制。现代大中型的PLC一般都配备了专门的PID控制模块。当控制过程中某一变量出现偏差时,PLC就按照PID算法去调节控制过程,把变量保持在某一整定值。PLC的PID的控制已广泛应用于加热炉、锅炉、反应堆、酿酒以及位置和速度等控制中。定时控制PLC具有定时控制的功能,它可以为用户提供几十甚至上百个定时器,其计时的时间要以由用户在编写程序时设定,也可以由操作人员在现场通过编程器进行设定,实现定时或延时的控制。计数控制计数控制也是控制系统不可缺少的,PLC同样为用户提供了几十甚至上百个计数器,设定方式同定时器。用户也可通过选择高速计数器对高频信号进行计数。顺序(步进)控制在工业控制中,采用PLC实现顺序控制,要以用移位寄存器和步进指令编写程序,也可以采用IEC规定的用于顺序控制的标准化语言一一顺序功能图编写程序,使得PLC在实现按照事件或输入状态的顺序,控制相应输出更加容易。数据处理现代PLC都具有数据处理功能。它不仅能进行算术运算,数据传送,而且还能进行数据比较,数据转换,数据显示和打印以及数据通信等。对于大、中型PLC还可以进行浮点运算,函数运算等。通信和联网PLC的控制已从早期的单元机控制发展到了多机控制,实现了工厂自动化。这是由于现代PLC一般都具有通信的功能,它既可以对远程1/0进行控制,以能实现PLC与PLC, P LC与计算机之间的通信。从而可以方便可靠地搭成“集中管理,分散控制”分布式控制系统,因此PLC是实现工业自动化的理想工业控制器。 本系统的电气控制部分为电机的正转和反转,包括对筒仓位置控制和煤位监测的传感器的控制回路。9.2.3程序设计对于PLC中的程序设计,其程序流程图如附录1所示,源程序如图9.4所示。程序实现的功能:(1)在系统第一次工作时,按下调整按键,调整筒仓的初始位置,监测系统的初始状态。(2)、正常工作时,按下启动系统按键,指示灯亮,PLC内部程序开始检测信号,从而确定系统是否正常是否,并控制相应的指示灯的亮灭,显示调整动作,指示操作员工作。(3)按下SB2按键,做正转调整,指示灯亮。(4)按下SB4按键,做反转调整,指示灯亮。(5)按下SB1(SB3)按键,绞车停车。(6)当出现绞车过卷或是下放到底时,指示灯区相应的指示灯亮,提醒操作员,做相应的应急操作。 (7)当出现主电动机故障停车时,指示灯亮;当出现油泵电动机故障停车时,指示灯亮。其中对筒仓下煤位传感器动作后每次提升的距离为0.5m,提升时间为其基本控制过程如图9.3所示:控制过程: 1.电机的正转(即放仓):当煤仓处于空仓状态,按下按钮SB1电机正转接触器KM1线圈吸合(1) KM1常开触点闭合制动器接触器KM3线圈吸合制动器打开 (2)KM1常开触点闭合正转接触器KM1自保电机正转筒仓开始下放当筒仓下放到最下端卷筒上的筒仓下限位TXW动作电机正转控制回路断开筒仓停止下放输煤皮带机启动。 2.电机的反转(即收仓):当煤仓煤位升高接触到下煤位传感器,并使下煤位传感器XMX动作,则下煤位传感器的开点闭合,使反转接触器KM2线圈得电电机反转接触器KM2线圈吸合(1) KM2常开触点闭合制动器接触器KM3线圈吸合制动器打开 (2)时间继电器KT常开触点闭合反转接触器KM2自保电机反转筒仓开始提升当电机运行36秒后时间继电器吸电延时触电打开反转电机接触器线圈断电提升结束。当上煤位传感器SMX受压动作反转接触器KM2线圈得电制动器触器KM3线圈吸合制动器打开电机反转控制回路通电筒仓提仓;同时皮带电机接触器线圈KMP断电断皮带电机停转。图9.3电机控制回路线路图 SB1电机正转停止按钮 SB2电机正转启动按钮SB3电机反转停止按钮 SB4电机反转启动按钮KM1电机正转接触器 KM2电机反转接触器KM3制动器接触器 KT时间继电器TSW筒仓上升限位 TXW筒仓下放限位 SMX上煤位限位 XMX下煤位限位 KAP皮带机中间继电器 FU短路保护FR过载保护 KB自藕变压器接触器在筒仓提升到最上端,低7节筒仓上的位置碰触板使筒仓上限位TSW动作筒仓上限位TSW常闭触电断开电机反转接触器KM2线圈断电提升电机停转提升结束。其指示灯各回路如图9.4所示:回路1正常运行指示,回路2电机正转指示,回路3电机反转指示,回路4煤仓煤位传感器动作指示,回路5筒仓上升上限位指示, 回路6漏斗煤位传感器动作指示,回路7筒仓下降下限位指示。整个控制回路具有单独的手动回路,可以进行单独的筒仓的手动升降操作,启动采用自藕变压器降压启动,主回路有短路和过载保护如图9.5所示。 9.5指示灯回路图 图9.5电机主回路线路图 9.3 PLC的设计9.3.1PLC的选型PLC控制技术是电气控制技术中的一朵奇葩。经过30多年的发展替代继电接触器控制的简单功能,发展到目前的具有接近计算机的强有力的软硬件功能。PLC源于替代继电接触器控制,它与传统的电气控制技术有着密不可分的联系。PLC是以微处理器微基础,综合了计算机技术、半导体技术、自动控制技术、数字技术和网络通信技术发展起来的一种通用工业自动控制装置。PLC以其可靠性高、灵活性强、使用方便的优越性,迅速占领了工业控制领域。从运动控制到过程控制,从单机自动化到生产线自动化乃至工厂自动化,从工业机器人、数控设备到柔性制造系统,从集中控制系统到大型集散控制系统,PLC均充当着重要角色,并展现出了强劲的态势。PLC作为先进的、应用势头最强的工业控制器风靡全球。PLC用于包括逻辑运算、数值运算、数据传输、过程控制、位置控制、高速计数、中断控制、人机对话、网络通信等功能的控制领域。S7-200系列PLC适用于各行各业,各种场合中的检测、监测及控制的自动化。S7-200系列的强大功能使其无论在独立运行中,或相连成网络皆能实现复杂控制功能。因此S7-200系列具有极高的性能/价格比。7-200系列出色表现在以下几个方面:1极高的可靠性 2既丰富的指令集3易于掌握便捷的操作4丰富的内置集成功能5实时特性6强劲的通讯能力7丰富的扩展模块S7-200系列在集散自动化系统中充分发挥其强大功能。使用范围可覆盖从替代继电器的简单控制到更复杂的自动化控制。应用领域极为广泛,覆盖所有与自动检测,自动化控制有关的工业及民用领域,包括各种机床、机械、电力设施、民用设施、环境保护设备等等。如:冲压机床,磨床,印刷机械,橡胶化工机械,中央空调,电梯控制,运动系统。S7-200系列PLC可提供4个不同的基本型号的8种CPU供您使用。 CPU单元设计集成的24V负载电源:可直接连接到传感器和变送器(执行器),CPU 221,222具有180mA输出, CPU 224,CPU 224XP,CPU 226分别输出280,400mA。可用作负载电源。 不同的设备类型CPU 221-226各有2种类型CPU,具有不同的电源电压和控制电压。 本机数字量输入/输出点CPU 221具有6个输入点和4个输出点,CPU 222具有8个输入点和6个输出点,CPU 224具有14个输入点和10个输出点,CPU 224XP具有14个输入点和10个输出点,CPU 226具有24个输入点和16个输出点。 本机模拟量输入/输出点CPU 224XP具有2个输入点,1个输出点。 中断输入允许以极快的速度对过程信号的上升沿作出响应。 高速计数器CPU 221/222 4个高速计数器(30KHz),可编程并具有复位输入,2个独立的输入端可同时作加、减计数,可连接两个相位差为90的A/B相增量编码器 CPU 224/224XP/226 6个高速计数器(30KHz),具有CPU 221/222相同的功能。 CPU 222/224/224XP/226可方便地用数字量和模拟量扩展模块进行扩展。可使用仿真器(选件)对本机输入信号进行仿真,用于调试用户程序。 模拟电位器CPU 221/222 1个 CPU 224/224XP/226 2个 CPU 221/222/224/224XP/226还具有 :脉冲输出:2路高频率脉冲输出(最大20KHz),用于控制步进电机或伺服电机实现定位任务。 实时时钟例如为信息加注时间标记,记录机器运行时间或对过程进行时间控制。EEPROM存储器模块(选件)可作为修改与拷贝程序的快速工具(无需编程器),并可进行辅助软件归档工作。 电池模块用于长时间数据后备。用户数据(如标志位状态,数据块,定时器,计数器)可通过内部的超级电容存贮大约5天。选用电池模块能延长存贮时间到200天(10年寿命)。电池模块插在存储器模块的卡槽中。 本设计选择PLC 的型号为:S7-200,CPU224,其有14个输入,10个输出.1.点数的设计在满足控制要求的前提下,选型时应选择最佳的性能价格比,一般可从以下几个方面加以考虑:I/O 点数是PLC 的一项重要指标。合理选择I/O 点数既可使系统满足控制要求,又可使系统总投资最低。PLC 的输入/输出总点数和种类应依据被控对象所控制的模拟量、开关量等输入/输出设备情况(包括模拟量、开关量等输入信号和需控制的输出设备数目及类型)来确定,一般一个输入/输出元件要占用一个输入/输出点。考虑到今后的调整和扩充,一般应在估计的总点数上再加上20%30%的备用量。估算输入总点数为: 10个,分别用于:上,下煤位4个;煤仓的位置输入点数为4个,分别用于电机的正反转4个。估算输出总点数为:电机正反装2个;卷筒制动器1个;输煤皮带控制中间继电器1个;中间继电器一个。2. 用户存储器容量的估算PLC 常用的内存有EPROM、EEPROM 和带锂电池供电的RAM。用户应用程序占用多少内存与许多因素有关,如I/O 点数、控制要求、运算处理量、程序结构等。因此在程序设计之前只能粗略地估算。根据经验,每个I/O 点及有关功能元件占用的内存量大致如下:开关量输入元件:1020B/点;开关量输出元件:510B/点;定时器/计数器:2B/个;模拟量:100150B/点;通信接口:一个接口一般需要300B 以上;根据上面算出的总字节数再考虑增加25%左右的备用量,就可估算出用户程序所需的内存容量,从而选择合适的PLC 内存。通过估算得出用户存储器容量为:535B,所选PLC 型号符合要求。3. CPU功能与结构的选择对于以开关量控制为主,带有部分模拟量控制的应用系统,应选用带有A/D转换的模拟量输入模块和带D/A 转换的模拟量输出模块,并且选择运算功能强的小型PLC。PLC 工作时,从输入信号到输出控制存在着滞后现象,即输入量的变化,一般要在12个扫描周期之后才能反映到输出端,这对于一般的工业控制是允许的。本设计中的输入信号都是开关量信号,不需要模拟量输入输出模块。所选用的PLC 符合要求。9.3.2PLC程序设计1.输入输出端口的划分系统中用到了四个传感器,这四个传感器不能够时刻保持其的准确性,尤其是煤位传感器,如果缓冲仓内煤位传感器盒的挡板被卡死就不能再报告煤位信息,这是就有可能发生两种情况:一是筒仓不停的收缩无法达到缓冲防破碎的效果,二是筒仓不再收缩煤块全部堆积在漏斗上面。如果缓冲仓上限位传感器发生故障可能使筒仓不停的收缩酿成更大的事故。如果煤仓内仓面传感器发生故障,也可能达不到缓冲防破碎的目的。因此,要求程序有一定的纠错能力。此题目是这样设计程序的:当缓冲仓内的上煤位传感器动作时开始计时,如果到达一定的时间下煤位传感器还没有动作则说明下煤位传感器可能发生故障,程序自动停止收仓放煤,并显示缓冲仓工作状态不正常;当上煤位传感器动作时也开始计时,到达一定的时间如果皮带机依然没有停止则上煤位传感器可能发生触点故障,程序自动收仓放煤同时显示缓冲仓工作状态不正常;不正常到达一定次数就报警。PLC 的输入输出端口划分如表5.1 所示:表5.1 PLC 输入输出端口的功能分配I/O 口 备注I0.0 放仓启动I0.1 放仓停止I0.2 收仓启动I0.3 收仓停止I0.4 缓冲仓下限位传感器I0.5 缓冲仓上限位传感器I0.6 煤位上限位传感器I0.7 煤位下限位传感器Q0.0 卷筒电机正转Q0.1 卷筒电机反转Q0.2 制动器线圈Q0.3 输煤皮带控制中间继电器2.其控制梯形图及程序如图9.4:PLC程序:Network 1 LD E0.0O A0.0UN E0.1UN A0.1UN E0.4= A0.0Network 2 LD A0.0= A0.2Network 3 LD E0.3O E0.6LDN T37U A0.1OLDU E0.2UN A0.0UN E0.5= A0.1Network 4 LD E0.7TOF +360Network 5 LDN A0.1= A0.2Network 6 LDN E0.6O E0.4= A0.3 图9.5 PLC程序 9.4如何提高系统的可靠性PLC 专为在工业环境下应用而没计,其显著特点之一就是高可靠性,为了提高PLC 的可靠性,PLC 本身在软.硬件上均采取了一系列抗干扰措施,在一般工厂内使用完全可以可靠地工作,一般平均无故障时间可达几万小时,但这并不意味着对PLC 的环境条件及安装使用可以随意处理。在过于恶劣的环境条件下,如强电磁干扰.超高温、超低温、过欠电压等情况,或安装使用不当等,都可能导致PLC 内部存储信息的破坏,引起控制紊乱,严重时还会使系统内部的元器件损坏。为了提高PLC 控制系统运行的可靠性,必须选择合理的抗干扰措施,使系统正常可靠的工作。良好的环境条件是PLC 系统正常运行的重要保证。各厂家的PLC 对安装环境都有规定,通常应满足以下条件:(1)环境温度约在055C,环境温度过高或过低,使PLC长期处于极限温度下工作,会影响PLC工作的稳定性和可靠性。因而PLC安装时应远离热源。PLC安装在控制柜内时,柜的上下应有通风散热的百叶窗,必要时应安装电风扇降温;注意不要把发热量大的元器件,如变压器.稳压电源、加热器.大功率电阻等放在PLC下方。PLC四周底留有一定的空间供通风散热用。(2)PLC允许的相对湿度一般在3580,湿度太高不仅使漏电流增大影响绝缘性能,而且直接影响模拟量输入/输出装置的精度,必要时可设置小加热器或夜间不切断电源。(3)周围不应有导电尘埃、油性物或有机溶剂、腐蚀性气体。以防锈蚀元器件,造成绝缘降低、严重漏电、局部短路等故障,甚至损坏设备。(4)PLC能承受的振动和冲击有一定规定,振动过大会引起插接件松动。为了减少震动和冲击,可将PLC控制柜与振动和冲击源分开,或用抗震垫来固定PLC控制。10 提升机及其相关设备的安装与维修保养1.一般规定 提升机械及其相关设备2.安设垫铁应符合下列规定:(1) 轴承梁周围应均匀安设垫铁,其间距不应大于600mm,且地脚螺栓两侧和轴承中心下面必须安设垫铁;(2) 垫铁的厚度应为60mm120mm,宽度应为60mm120mm;(3) 斜垫铁应成对使用,其斜度不应大于1/25,薄端厚度不应小于5mm;斜、平垫铁工作面的表面粗糙度不应低于Ra25m,当轴承梁或其他设备找正调平后,垫铁组应采用定位焊焊牢。注:Ra为表面粗糙度。3.缠绕式提升机和提升绞车4.主轴装置就位时,其位置应符合下列规定:(1) 主轴轴线的水平位置偏差不应大于主轴轴线与井筒提升中心线或天轮轴线间的水平距离的0.5;(2) 主轴轴线标高的允许偏差为50mm;(3) 提升中心线的位置偏差不应大于5mm;(4) 主轴轴线与提升中心线的垂直度偏差不应大于0.15/1000。5.组装主轴装置时,应按制造厂的标记进行。6.轴承座的安装水平,沿主轴方向放置水平仪进行测量,其水平仪读数不应大于0.1/1000;沿垂直于主轴方向放置水平仪进行测量,其水平仪读数不应大于0.15/1000;轴承座与轴承梁应紧密接触,其间不应加垫片。7.轴瓦与轴承座应接触良好。8.装上卷筒的主轴的安装水平用水平仪进行测量,其水平仪读数不应大于0.1/1000,且联轴器端宜偏低。9.组装主轴时,轴颈与轴瓦应符合下列规定:(1) 主轴轴颈与下轴瓦的接触角宜为90120,沿轴向接触长度不应小于轴瓦长度的3/4,在接触范围内,每25mm25mm面积内的接触点数不应少于6点;(2) 主轴轴颈与轴瓦间的顶间隙应符合表12.2.6的规定;两侧的侧间隙宜为顶间隙的5075;(3) 轴瓦与轴肩的间隙应符合随机技术文件的规定。10.切向键与键槽的配合应紧密,工作面的接触面积不应小于总面积的60,挡键板应与键靠紧,且不应有间隙。11.组装卷筒应符合下列规定:(1) 卷筒的出绳孔不应有棱角和毛刺;(2) 高强度螺栓的连接应符合随机技术文件的规定;(3) 两半轮毂连接时,接合面应对齐,其接触应紧密,接合面之间不得加垫片;(4) 卷筒与轮毂的螺栓连接处应接触紧密、均匀,不应有间隙,其余结合面的间隙不应大于0.5mm;(5) 卷筒对接处的间隙不应大于2mm,螺栓应均匀拧紧;(6) 游动卷筒组装后,当离合器在脱开位置时,卷筒应转动灵活,无阻滞现象;游动卷筒的轴向间隙应符合随机技术文件的规定;(7) 固定卷筒与其两个支轮的连接摩擦面、制动盘与卷筒的结合面均应清洗洁净;当结合面涂有富锌漆增摩剂时,严禁用汽油或煤油清洗,且结合面不得沾染油污;(8) 卷筒和制动盘现场焊接时,焊条牌号和焊缝接头型式及等级应符合随机技术文件的规定,接地线必须置于被焊接的卷筒上。12.主轴装置组装和主轴调平合格后,方可对轴承梁进行灌浆。13.盘式制动器制动盘或瓦块式制动器制动轮摩擦面的表面粗糙度不应低于Ra3.2m;制动盘端面圆跳动不应大于0.5mm;制动轮的径向圆跳动的允许偏差应符合表定。14.组装调绳装置应符合下列要求:(1) 齿轮或齿块啮合应良好,工作时齿块应同时受力;(2) 油缸或气缸的缸底与活塞间的间隙不应小于5mm;(3) 活塞杆与主轴轴线应平行,活塞杆与拨动环连接后不应有阻滞现象;(4)调绳装置其连接和转动部分的销轴安装后应转动灵活,固定圈和键应装配牢固,不得有松动现象;轮副啮合应良好,手动或电动时,不应发生阻滞和卡住现象。15 .安装卷筒上的衬木应符合下列要求:(1) 应选用经过干燥的硬木;(2) 衬木与卷筒应接触紧密,不应加垫;当固定衬木的螺栓紧固后,其螺栓
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本文标题:基于PLC控制的储煤仓升降系统的设计【全套11张CAD图纸和WORD毕业论文】
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